Il Planet 51, abitato da pacifici esseri verdi, viene sconvolto dall'invasione del Capitano Charles "Chuck" Baker, inviato dalla NASA sul pianeta, credendolo disabitato. Il Capitano si ritrova in una civiltà molto simile a quella umana, tranne nell'aspetto, che vive in puro stile anni '50. Chuck stringerà amicizia con un abitante del pianeta e la sua famiglia, cercando il modo di non essere catturato e tornare sulla Terra.