سال 2058. «سازمان یونایتد گلوبال اسپیس فورس»، خانواده ی رابینسن را برای گزارش دادن از آینده ی زیست محیطی ساحل دریاها برای نژاد بشری - که روی زمین دچار مشکل شده - طی یک سفر تبلیغاتی و تفریحی به فضا می فرستد. در حالی که جاسوس فضایی، «دکتر اسمیت» (اولدمن) نیز برای خرابکاری در این مأموریت هم راه آنان است...

راهبه ای به نام «ماریا» (اندروز) که به دلیل عشق دیوانه وارش به موسیقی و طبیعت با محیط صومعه هم خوانی ندارد، به عنوان معلمه ی هفت فرزند «ناخدا فون تراپ» (پلامر) به کاخ اشرافی او فرستاده می شود. ناخدا به سفر می رود و «ماریا» بچه ها را با موسیقی آشنا می کند...