Un groupe d'astronautes découvre des bactéries extraterrestres dans le permafrost martien. C'est alors que l'un des membres de l'équipe est victime d'un accident. En attendant les secours, le groupe tente d'organiser la survie...

Tout est normal sur la Planète 51. Le ciel est bleu, les habitants sont vert pomme et les Cadillacs volent. Lorsque Chuck, un astronaute aussi futé qu'une huître, y déboule avec sa fusée, les habitants s'enfuient en hurlant.Une invasion extraterrestre, au secours ! L'armée aux trousses, Chuck se carapate. Lem, un gamin aussi vert que brave, va tenter de sauver cet être étrange des griffes du...