瑞克·马绍尔博士（威尔·法瑞尔饰），一名古生物学家，提出时间旅行的概念并获得一千五百万美元的资金专款用于研发超光速粒子仪器。但大众并未支持这一想法，反而嘲讽不已。三年间，瑞克只好在一间小学任教，渐渐失去斗志。一日，一位名叫霍莉（安娜·弗莱尔饰）的迷人女性从剑桥而来，拿出一块非凡的化石以激励瑞克坚持科研。重新振作起来后，瑞克完成了超光速粒子仪器的研发。他偕同霍莉前往化石出土之处，计划启动首次时空间行实验。在此过程中，有点焦虑不安的威尔（丹尼·麦克布莱德饰）引导三人乘小艇航行。突如其来的大地震将三人连同船只一同吸入了一个陌生世界，在这里，一次满载冒险和挑战的旅程即将拉开序幕……。