Asteroid City to pustynne miasteczko w południowo-zachodniej części Stanów Zjednoczonych. Jest rok 1955. Najsłynniejszą atrakcją miasta jest gigantyczny krater meteorytowy i pobliskie obserwatorium astronomiczne. W ten weekend wojsko i astronomowie zapraszają pięcioro dzieci, które zdobyły nagrody naukowe, aby zaprezentowały swoje wynalazki. Niedaleko, nad wzgórzami, widać chmury grzybów po testach atomowych. To, co zaczyna się jako uroczystość na cześć osiągnięć uczniów, dostaje nieoczekiwanego gościa: kosmitę. Asteroid City zostaje zamknięte, a wojsko wymyśla fałszywą przykrywkę, ale przedwcześnie dojrzali geniusze, w sposób, który przywodzi na myśl młodzież z klasyków Spielberga, mają plan, aby przekazać wiadomość światu zewnętrznemu.