Yönä 4. heinäkuuta 1978 Fort Lauderdalessa Floridassa 12-vuotias David Freeman kävelee metsän halki hakemaan 8-vuotiasta pikkuveljeään Jeffiä ystävänsä luota, kun hän putoaa vahingossa rotkoon ja menee tajuttomaksi. Kun hän tulee tajuihinsa, hän huomaa, että kahdeksan vuotta on kulunut ja nyt on vuosi 1986. Poliisi on järkyttynyt nähdessään, että David sopii täsmälleen samaan kuvaan kadonneen lapsen julisteessa, eikä ole vanhentunut lainkaan. David yhdistetään ikääntyneiden vanhempiensa ja nyt 16-vuotiaan Jeffin kanssa.
Samaan aikaan muukalaisavaruusalus syöksyy sähkölinjojen läpi, ja NASA ottaa sen heti kiinni. David viedään sairaalaan testeihin, joissa hänen aivoaaltonsa paljastavat kuvia avaruusaluksesta. Tohtori Louis Faraday, joka on tutkinut sitä sen saapumisesta lähtien, suostuttelee Davidin tulemaan NASA:n tutkimuslaitokseen vain 48 tunniksi ylimääräisiä testejä varten ja lupaa hänelle, että ne voivat auttaa häntä saamaan selville totuuden siitä, mitä hänelle tapahtui. Siellä tohtori Faraday saa selville, että Davidin mieli on täynnä muukalaisten teknisiä käsikirjoja ja tähtikarttoja, jotka kattavat galaksin laajuuksia, jotka ylittävät NASA:n tutkimustiedon. Se kertoo tiedemiehille, että hänet vietiin Phaelon-nimiselle planeetalle, 560 valovuoden päähän, reilussa 2,2 tunnissa. He ymmärtävät, että hän on kokenut vakavan aikadilataation, joka johtuu siitä, että hän on matkustanut valonnopeutta nopeammin, mikä selittää, miksi Maassa on kulunut kahdeksan vuotta, mutta hänellä ei. Hän ei kykene ymmärtämään, mitä tohtori Faraday kertoo hänelle ja pakenee huoneesta, mikä saa tohtori Faradayn päättämään pitää Davidin vangittuna tutkimuksensa loppuunsaattamiseksi, mikä rikkoo vakavasti hänen 48 tunnin lupauksensa.
Seuraavana aamuna, avaruusalukselta saadun telepaattisen viestin jälkeen, David nousee salaa avaruusaluksen kyytiin ja tapaa sen robottikomentajan, ”Trimaxionin lennokki-aluksen” (tai lyhyesti ”Maxin”), joka puhuttelee Davidia nimellä ”Navigaattorin”. Kun he ovat paenneet laitoksesta, Max kertoo Davidille, että hänen tehtävänään oli matkustaa halki galaksin, kerätä biologisia näytteitä, viedä ne Phaeloniin analysoitavaksi ja palauttaa ne sitten koteihinsa. Phaelonin tiedemiehet havaitsivat, että ihmiset käyttävät vain 10 prosenttia aivoista, ja kokeilun vuoksi he täyttivät Davidin loput aivoista sekalaisilla tiedoilla. Näihin kuuluvat kaikki Phaelonin tähtitieteilijöiden löytämät tähtikartat, joista osa näytettiin NASAn tutkijoille Davidin kuulustelun aikana. Sen jälkeen Max palautti Davidin Maahan, mutta ei vienyt häntä takaisin omaan aikaansa todettuaan, että ihminen tuskin selviytyisi matkasta ajassa taaksepäin. Ennen Maasta lähtöä Max törmäsi vahingossa avaruusalukseen, jolloin kaikki tietokoneen tähtikartat ja tiedot tuhoutuivat. Siksi hän tarvitsee Davidin aivoissa olevia tietoja palatakseen kotiin.
Kun Max ohjelmoi avaruusaluksen mielensiirtoa varten, Davidille näytetään muut aluksella jäljellä olevat muukalaisyksilöt, ja hän solmii siteen ”Puckmareniin”, pieneen lepakon kaltaiseen olentoon, joka on lajinsa viimeinen sen jälkeen, kun komeetta tuhosi sen planeetan. Max tekee mielensiirron Davidille saadakseen takaisin tähtikartat, mutta prosessin aikana hän saa myös inhimillisiä tunneominaisuuksia, mikä saa Maxin käyttäytymään eksentrisesti ja nauramaan hassusti. Hän ja David alkavat riidellä, ja heidän temppunsa saavat aikaan useita uforaportteja Tokiossa ja Yhdysvalloissa. Samaan aikaan NASA:n harjoittelija Carolyn McAdams, joka on ystävystynyt Davidin kanssa, ottaa yhteyttä Davidin perheeseen ja kertoo heille hänen paostaan avaruusaluksessa; tämän seurauksena tohtori Faraday eristää heidät taloon, ja Carolyn lähetetään takaisin laitokseen.
Kun avaruusalus pysähtyy huoltoasemalle Florida Keysissä, David soittaa Jeffille ja pyytää häntä lähettämään signaalin, joka paikallistaa heidän uuden kotinsa, ja Jeff sytyttää ilotulitteita katolla. David ja Max saapuvat talolle, mutta NASA:n agentit, jotka ovat seuranneet avaruusaluksen jokaista liikettä, ehtivät sinne ensin. Peläten, että hän joutuisi elinkautiseen laitoshoitoon, jos hän jäisi vuoteen 1986, hän käskee Maxia palauttamaan hänet vuoteen 1978. Max varoittaa, että tämä voisi höyrystää Davidin, mutta David hyväksyy riskin. Aikamatkan jälkeen hän herää rotkossa, kävelee kotiin ja löytää kaiken sellaisena kuin hän sen jätti. Heinäkuun neljännen päivän juhlinnan aikana Jeff yllättyy nähdessään Puckmarenin Davidin repussa; David käskee häntä pitämään sen salassa, kun Max lentää kotiin ilotulitteiden valaiseman taivaan poikki ja huomauttaa: ”Nähdään myöhemmin, navigaattori!”.