Die junge, clevere Casey Newton (Britt Robertson) interessiert sich sehr für Wissenschaft. Sie findet eine mysteröse Anstecknadel, die sie Visionen von einer anderen Welt bekommen lässt und lernt den früher genialen Erfinder Frank Walker (George Clooney) kennen. Walker hat jedoch seine einstige Klasse verloren und ist stark desillusioniert. Der Hauptgrund dafür ist, dass er eine Art von Parallel-Universum, das Tomorrowland genannt wird, verlassen musste. Dies traf ihn besonders schwer, da es dort keinerlei Sorgen gab, sondern Frieden und Glückseligkeit herrschten. Nach seinem erzwungenen Abschied aus der Parallelwelt hat ein Schurke (Hugh Laurie) dort die Herrschaft übernommen und die wunderbare Welt in etwas Dunkles und Böses verwandelt. Gemeinsam wollen das Mädchen und der Erfinder nach Tomorrowland zurückkehren, um es zu dem blühenden Ort zu machen, der er einst war.