Обладая феноменальным интеллектом, юный изобретатель Джимми Нейтрон превращает свою комнату в лабораторию чудес, создавая межгалактические ракеты и робота-собаку Годдарта. Его гений становится причиной как восхищения, так и насмешек со стороны соперницы Синди Вортекс. Однако беззаботные школьные дни в городке Ретровилле обрываются, когда безобидный спутник Джимми привлекает внимание расы Йолкианцев — коварных инопланетных существ, похищающих всех взрослых жителей. Оставшись без родителей, Джимми и его друзья вынуждены бросить вызов космическим угрозам. На самодельном звездолете они отправляются в отчаянную миссию через неизведанные просторы Вселенной, где их ждут головокружительные приключения, столкновение с хитрыми пришельцами и проверка их дружбы на прочность. Цель лишь одна — спасти своих близких и вернуть их домой, доказав, что настоящая смелость и изобретательность не имеют возраста.