在一个小镇上坐落着一栋不起眼的小木屋，屋子的主人是怪脾气的老头卡尔，一个卖了一辈子气球的人。已经78岁高龄的卡尔，一生都梦想着环游地球，并答应要带上妻子艾丽的那一份去冒险。
　　个阳光明媚的日子，木屋的烟囱上飘出了成千上万的气球，更令人不可思议的是，这些气球竟然带着整栋屋子飞上了天。原来卡尔终于下定决心，要乘着气球飞屋去开始异想天开的冒险之旅了。
　　捧杯清茶、坐上沙发、打个小盹儿，卡尔想到自己生的愿望就要实现，心中无比惬意。突然，窗外响起了敲门声。难道天上还有邻居不成?
　　原来是8岁的小男孩儿罗素误打误撞，偷偷地被带上了飞屋。很快，卡尔发现这个喋喋不休的小胖墩成了这次探险之旅的“噩梦”。可是他又不能把罗素放下去，不得已，这老小就此结伴飞向了奇妙世界。
　　小罗素这个不速之客为了拿到协助老年人勋章，总是再三骚扰卡尔，这使卡尔忍无可忍。他割掉几个气球，放低屋子，准备放罗素回到地面。就在两人争执之际，暴风雨突然到来，厚厚的云层撞击房子，闪电也在周围不停闪现，屋子开始东倒西歪。更不幸的是在浓雾中，已接近地面的飞屋撞上了巨石，屋子虽然逃过劫，可是他们却被抛了下去，差一点儿摔下山谷而粉身碎骨。
　　屋子虽然没有飞走，可是他们想尽办法也没有回到屋里。无奈之下，他们只好拉着飞屋步行前进。在步行穿越一座森林时，他们遇到了不会飞的贪吃乌凯文和一只会说话的狗狗道格。走着走着，他们又被一大群凶恶的狗包围了，在狗群的围攻下，来到了丛林深处。
　　突然，狗群散开，卡尔惊讶地发现出现在他面前的是他少年时代崇拜的偶像——探险家查尔斯·曼茨。可是在后来的接触中，卡尔发现曼茨居然是一个为达目的不择手段的坏人，他要抓走贪吃乌凯文。卡尔他们想逃跑，却被那群恶狗紧追不舍。
　　尽管后来他们摆脱了狗群的追击，但是凯文却受了伤，卡尔和罗素决定送凯文回家。突然曼茨开着飞艇从天而降抓走了凯文，为了营救凯文，卡尔不得不与查尔斯·曼茨进行正面交锋。曼茨的剑直逼卡尔的胸膛，眼看卡尔就要成为剑下鬼的时候，他机智地吐出假牙，这令人喷饭的动作，却救了卡尔的命。为了摆脱曼茨的追击，卡尔和凯文在曼茨的飞艇顶上艰难地行走着，很难想象这个营救凯文的英雄居然已经78岁高龄了。
　　罗素驾驶着飞屋飞过来，就在我们以为卡尔、凯文、道格行人已经得救时，只听见一声枪响，三分之 的气球爆破了，飞屋不得不慢慢滑落。卡尔紧紧地抓住绳索，想用自己的力气将飞屋拉住，恰在这时，疯狂的曼茨用枪击碎了飞屋的门，飞屋里的人已经无处可逃，他们将要成为曼茨的囊中之物。在这千钧发之时，卡尔命令罗素、道格抱紧凯文，他急中生智举起凯文爱吃的巧克力。紧接着只觉得眼前闪，凯文已经带着罗素、道格安全地降落在卡尔的身边。
　　整场战斗中卡尔动作敏捷，一点儿也不像是老人。相反，他的睿智和迅速让他赢得了最后的胜利，而贪婪的曼茨却在这场战斗中，坠机身亡。