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研究者对同年龄组的两个家庭做了跟踪调查：一对是IQ为130的天才组合，夫妻和睦，但是无嗣，正当两人准备作试管婴儿之时，男主人却在自慰中意外死亡；另一个家庭，都是IQ 80的低能夫妻，天天吵架，不过却人丁兴旺，不仅三代同堂，而且家族甚大。根据这个调查，研究者选择了一个自愿 者鲍尔斯（卢克•威尔逊 Luke Wilson 饰）做冷冻实验，不想实验出了差错，500年后他醒来后，却成为地球上最聪明的人。他被盲打误撞地选做了总统的候选人，支持他的甚至还有5届自由搏击冠军。在盛大的竞选现场，他只能硬着头皮面对选民演说，对于目前的种植、沙尘暴等问题，他提出的是灌溉这一看似离谱的解决办法。而且，还得到了选民的拥护，然而这个美梦迅速破灭了，他开始遭到谩骂、攻击，甚至是性命堪忧……
三年后，科学家韦恩·斯萨林斯基（里克·莫拉尼斯Rick Moranis饰）一家人搬到内华达州的滨海社区，继续他的电磁分子研究。三年前，他曾经因为操作不当把孩子们的身体“缩小”了，闹出了一连串啼笑皆非的故事。而这次，糊涂韦恩仍旧重蹈覆辙，大摆乌龙。在一次实验过程中，只有两岁的小儿子亚当，居然被“变大”了。小亚当只要一接触电流，身体就会不停的长大。一家人展开了挽救行动，可这根本跟不上小亚当的变大速度。转眼间，小亚当已经长成足有3500公分的巨婴。而更麻烦的是，小亚当居然跑上了街头，朝着赌城拉斯维加斯走去，于是他的奇妙大冒险就这样开始了。
小亚当能否缩小回正常婴儿的大小，乌龙科学家韦恩又是否能再次摆脱囧境，一家团聚呢？
影片设定在《阿凡达》的剧情落幕十余年后，讲述了萨利一家（杰克、奈蒂莉和孩子们）的故事：危机未曾消散，一家人拼尽全力彼此守护、奋力求生，并历经艰险磨难。
杰克和奈蒂莉组建了家庭，他们的孩子也逐渐成长，为这个家庭带来了许多欢乐。然而危机未曾消散，萨利一家拼尽全力彼此守护、奋力求生，最终来到潘多拉星球临海的岛礁族寻求庇护。岛礁族首领特诺瓦里与罗娜尔为萨利一家提供了庇护所，这个部族的成员都是天生的潜水好手，也和海洋中的各种生物建立了密切联系。
