Фильм о ребенке десятилетнем Льюисе. Он растет без родительской опеки и как все дети мечтает найти свою семью. Мальчик обладает способностью создавать различные удивительные приспособления, даже фантастические. У него есть цель собрать из того, что имеется под руками устройство для проявления воспоминаний. С его помощью он хочет увидеть лицо своей матери, что подбросила его еще младенцем в приют для сирот.
Должна пройти школьная выставка, где Льюис сможет представить и показать действие сканера памяти в реальной жизни. Там с ним случаются невероятные события. Он знакомится с мальчиком по имени Уилбер, который рассказывает, что он прилетел из будущего и работает в «Службе контроля времени». В тоже время появляется незнакомец в черном котелке и ворует изобретения Льюиса, при этом устраивая погром во всем помещении. Для того, чтоб поймать вора и все вернуть в нужное русло, ребята отправляются в будущее, где Льюис встретит море приключений. Ему предстоит прокатиться на машине времени, завести дружбу с роботом по имени Карл, принять участие в битве со сторожевым динозавром, спасти весь мир от незнакомца в черном котелке. Но главное, что он сможет там встретить, это семейство Робинсонов, которое он будет воспринимать как свою долгожданную семью.