Cette comédie d'aventures animée sur les extra-terrestres et les voyages galactiques raconte les aventures de l'astronaute Charles «Chuck» Baker. Celui-ci atterrit sur la Planète 51 en pensant qu'il est le premier à y mettre les pieds... jusqu'à ce qu'il réalise que cette planète est habitée par de petits hommes verts qui vivent paisibles et heureux, rappelant un peu la vie dans l'Amérique tranquille des années 50, quand la seule peur des habitants était de se faire envahir par des extraterrestres! Avec l'aide de son robot Rover et de nouvel ami Lem, Chuck doit frayer son chemin à travers les passages uniques de la Planète 51 et trouver le moyen d'en repartir avant de devenir une pièce de collection permanente au musée des envahisseurs de l'espace...