威利•王卡（强尼•戴普 饰）是一位伟大的巧克力发明人和制造商，经营着全世界最大的巧克力工厂——王卡巧克力工厂。那是座神秘的工厂，大门紧锁，15年来，从来没有看见有工人从大门进去或出来过，可是却能闻到浓郁的巧克力香味。工厂出产的旺卡牌巧克力销往世界各地，深受孩子们的喜爱。 有一天，威利•旺卡先生贴出告示...
刘易斯是一个非常有才华的小发明家，他发明了一部“记忆扫描仪”，通过它可以扫描你的记忆。刘易斯希望通过这部机器找回自己未曾谋面的家人。岂料这部机器却被盗窃了，更神奇的是，一名来自的未来的男孩将刘易斯带到了未来。在这里，刘易斯见到了超级古怪的一家人——罗宾逊一家，在他们那里刘易斯得知自己的发明无意中...
