Im Jahr 1964 hat der noch junge Frank Walker kein Glück mit seiner eigenen Erfindung, findet jedoch in Athena eine Freundin, die ihm einen seltsamen Pin verschafft, der Frank in die utopische Parallelwelt "Tomorrowland" versetzt. Dort ist der Erfindergeist des Menschen die friedliche Antriebskraft und die Gesellschaft ein Wunderwerk der Wissenschaften.
50 Jahre später sieht es auf der Erde mit dem Forschergeist nicht eben überragend aus, es mangelt an Geld und Mitteln, so daß auch das Leben der jungen Casey Newort darunter leidet. Die Weltraumenthusiastin will Astronautin werden, doch das NASA-Programm wurde eingestampft und ihrem Vater droht die Arbeitslosigkeit.
Um ihm wieder Arbeit zu verschaffen, plant Casey einen Sabotageakt, wird dabei aber verhaftet. Doch so kommt sie ebenfalls an den geheimnisvollen Pin, der sie nach Tomorrowland bringt. Mit Athena, die in all den Jahren nicht gealtert ist, erfährt sie, dass das futuristische Land in Gefahr ist, kontrolliert von den Schergen des Herrschers Nix. Rettung könnte Frank Walker bedeuten, doch der ist aus Tomorrowland verstoßen worden und muss erst einmal gefunden werden...