Avant de remiser définitivement sa machine infernale, Wayne ne peut s'empêcher de la revoir une dernière fois et la catastrophe se produit : il s'est rétréci ainsi que son frère et leurs épouses. Une grande panique s'ensuit et les parents lilliputiens s'évertuent d'attirer l'attention des enfants.

Trois ans apres avoir accidentellement retreci ses enfants, Wayne Szalinski part avec sa famille pour le Nevada mettre au point un rayon capable de dilater les molecules au enieme degre. Lors d'une experience, il bombarde de particules son dernier rejeton de deux ans, qui se met a devenir un geant. Heureusement, il a conserve sa machine a retrecir.

Le facetieux professeur Wayne Szalinski a encore transforme sa maison en un vaste laboratoire et sa famille en cobayes. Sa derniere trouvaille: un rayon laser capable de retrecir les objets. Ses enfants, Amy et Nick ainsi que leurs copains Ron et Russ en font malencontreusement l'experience. Les voici reduits a la taille du Petit Poucet, confrontes a la jungle du jardin ou le moindre brin d'herbe...