影片描述一群热爱科学的小朋友，在科学家的帮助下自主研究卫星，设想制造小太阳来改变寒冬气候的故事。

体育运动员文全不慎腿部受伤，由身为动物专家的妈妈接到熊猫区养伤。为保护一只受伤的大熊猫，文全及她的朋友们竭尽全力同偷猎者展开了一场勇敢机智的斗争。通过这一不平凡的经历，文全对妈妈的工作有了进一步理解，和妈妈一样爱上了大自然。

胡弗一家六个人的个性都很怪异，每个人都有自己的问题，但同时每个人都不愿意花时间去倾听别人的问题，因此家里的餐桌常常成为争吵爆发的战场。直到某一天，7岁的小女儿奥莉弗在大家的争吵间隙听到广播里传来“阳光小小姐”选美比赛的消息时，她发出了兴奋的尖叫声，这一刹那的尖叫终于暂时平息了正在进行的激烈争吵。在她的极力争取下，经过商量后的胡弗一家决定陪伴着小奥莉弗集体踏上寻梦之旅，从阿尔伯克基驾车长途跋涉到加利福尼亚，参加这场“阳光小小姐”的选美比赛。在这一路上，除了要面对家里这辆陈旧的大众旅行车不断罢工的技术性问题，胡弗一家还要接受心灵上的考验。在这条为小女儿寻梦的道路上，每个人的梦想都在经历着不断的碰撞和破灭。尽管沿途的风景并非如诗如画，但这个六口之家却因为渐渐学会了相互信任、鼓励和支持，而渐渐感受到了生活的美好。

又是一年快乐的六一儿童节到来了，慈祥的太阳公公坐在天堂的宫殿上，感叹孩子们起得比他还早。虽然经过了万万年的岁月，但是太阳公公史无前例地决定邀请地球上的小朋友们来到他的宫殿过节...