早在多年前，有着优良传统的黑猩猩家族就成为人类派往太空执行特殊任务的代表。如今，作为黑猩猩家族的第三代传人，汉姆三世(安迪•萨姆伯格配音)也顺理成章地被选作为继承家族优良传统的新一代太空飞行员。原因是，美国国家航空航天局NASA的价值59亿元之巨的航天探测器突然消失在浩瀚的银河之中。需要新一批训练有素的太空黑猩猩团队去调查此事。此番太空黑猩猩团队中除了汉姆三世之外，还有胆大心细的母猩猩露娜(切瑞•海恩斯配音)，以及身体强壮的泰坦(帕特里克•沃尔波顿配音)。“三人”小组在NASA进行了一番艰苦且全面的训练之后，终于踏上了远征太空的神秘之旅……