惑星モントレッサに母と暮らす15歳の少年ジム。幼い頃、父親が家を出ていって以来、トラブルばかり起していたジムにある日、転機が訪れる。それは何者かに襲われた瀕死の男と出会い、死に際に渡された金属球が、莫大な財宝が眠るという伝説の惑星「トレジャー・プラネット」を標す宇宙地図だったのだ。ジムは財宝を手に入れるため、キャビン・ボーイとして宇宙船に乗り込むが、彼を待ち受けていたものとは…。
世界中で愛されている冒険小説「宝島」が、ウォルト・ディズニーの手で構想17年、制作に4年半を費やし、物語の舞台を宇宙に変えて描くという斬新な発想をもとに驚くべき映像でアニメーション映画となって登場。様々な宇宙人が共存する惑星の冒険の中で、主人公ジムが何かに熱中することを知り、様々な苦難を乗り越え、人間として成長していく姿を壮大なスケールで描いたディズニー・アニメーション。