在人类担心实验会存在很多危险和不确定因素时，通常会用一些动物先进行实验，小白鼠是其中的代表，而与人类基因相近的大猩猩在很多年前就成为了重要的实验对象，美国航天局早就进行了遴选并把黑猩猩家族作为了人类去太空执行特殊任务的重要代表世代更替，汉姆三世(安迪•萨姆伯格配音)作为黑猩猩家族的第三代传人，首当其冲地被选为新一代的太空飞行员，而此次执行的任务比较艰巨，美国航天局NASA价值59亿元的航天探测器突然消失，他们的任务就是要找到这个航天探测器。在正式出发前，他们要对这批太空黑猩猩团队进行充分的训练，黑猩猩团队中除了有汉姆三世外，还有身体壮硕的泰坦 (帕特里克•沃尔波顿配音)以及心思缜密的母猩猩露娜(切瑞•海恩斯配音)，这“三人”猩猩小组经过一番艰苦卓绝的训练之后，开始了正式的太空之旅。