La película presenta un reparto coral que incluye a Jason Schwartzman, Scarlett Johansson, Tom Hanks, Jeffrey Wright, Tilda Swinton, Bryan Cranston, Edward Norton, Adrien Brody, Liev Schreiber, Hope Davis, Steve Park, Rupert Friend, Maya Hawke, Steve Carell, Matt Dillon, Hong Chau, Willem Dafoe, Margot Robbie, Tony Revolori, Jake Ryan y Jeff Goldblum. Su trama sigue los eventos transformadores que ocurren en una convención anual Junior Stargazer en la versión retro-futurista de 1955. Nos transporta a una población desértica ficticia de Estados Unidos en torno a dicho año, donde una convención de aspirantes a astrónomos/cadetes espaciales (organizada para reunir a estudiantes y padres de todo el país con el objetivo de compartir su pasión y poner a prueba sus conocimientos) se ve radical y espectacularmente interrumpida por una serie de acontecimientos que cambiarán el mundo.