O incrível astronauta Capitão Chuck, acredita ser o primeiro homem a descobrir o distante Planeta 51. Mas ao explorar o local ele faz uma descoberta chocante, o planeta já é habitado... e por pequenos seres verdes! Mal sabe Chuck que o maior medo desses seres verdinhos é, justamente, ele - um HUMANO!!! Agora Chuck conta apenas com a ajuda de seu robô Rover e o seu novo amigo Lem, para escapar do terrível destino de se tornar uma peça do Museu de Alienígenas Invasores do Planeta 51.