故事发生在1862年的伦敦,詹姆斯(埃迪·雷德梅恩 Eddie Redmayne 饰)是一位特不有理想抱负的年轻科学家,致力于研究天气预报技术,然而,经济上的窘迫让他无法使用自己的热气球将研究成果带上天空,因此,他寻到了名为艾米莉亚(菲丽希缇·琼斯 Felicity Jones 饰)的女子。 艾米莉亚是一个经验特不丰富的热气球飞行员,现在却沉溺在一段痛苦的往事之中无法自拔。她承诺了詹姆斯的请求,两人共同驾驶着热气球开始了他们的冒险,同时凭借着智慧和勇气抵达了人类从未涉足过的高度。然而,当他们飞的越高,所要面对的危险就越大。