美國五六十年代的一個小鎮。霍默是鎮上礦井負責人的兒子，他對太空充滿著無限向往，業餘時間在一個礦工的幫助下和高中的三個同伴一起研製微型火箭。經過無數次失敗的試驗，他們的火箭終於飛上了天空。報社記者采訪了霍默，他中意的姑娘拿著報紙讓他簽名，就在火箭小子們意氣風發的時候，警察來到了小鎮。一處山林發生了火災，警察在現場發現了一枚火箭，他們四個難逃其咎，被銬上手銬帶走。保釋出來後，他們再也不能試飛火箭了，在發射場傷心地燒掉了觀測用的小木屋。沒過多久礦井出事了，霍默的父親挽救了許多礦工的生命，自己卻受了重傷。為了更好的康複必須把父親送到縣裏的醫院，但是礦上不承擔全部費用，為此霍默和哥哥必須有一個要到礦上去工作。哥哥由於球打得好得到了大學的獎學金，霍默為了哥哥能上大學而決定自己去。一直鼓勵他們進行實驗的萊麗老師對霍默非常失望，她不希望看到孩子們像他們的父輩一樣做礦工，每天吸進大量的煤灰。礦工也不是霍默的追求，盡管大家都稱讚他幹得和他父親一樣出色。不甘現狀的霍默想起了萊麗老師送給他的數學方麵的書籍。利用一切空餘時間學習的他終於算出了火箭下落的半徑，得出了一個驚人的發現：那枚引起火災的火箭並不是他們的。他去找一個同伴，和他一起算出了他們火箭墜落的地點，並真的找到了它。他們和校長一起來到警察局去辨認那枚肇事火箭，發現那隻是一枚航空信號彈。事情澄清了，一直不讚成他們製造火箭的校長也支持他們去參加縣裏的科技博覽會；但出院後的父親不同意霍默離開礦井，他為霍默在礦井的出色表現感到驕傲，並希望兒子能夠繼承他的事業。為此霍默和父親產生了激烈的衝突，並聲稱離開家再也不回來了。霍默代表大家去參加博覽會，但是展品卻意外失竊了。霍默打電話回去求助。在母親的勸說下，父親終於答應讓工友連夜趕工做了一個新的寄過去。火箭小子們獲得了博覽會最高榮譽獎，四個人都獲得了大學的獎學金。戴著獎牌回來的霍默在礦井前和父親進行了一次談話，邀請他來觀看他們在小鎮的最後一次火箭發射。一次都沒來看過他們試驗的父親終於出現在了發射場。霍默把發射器遞給了父親。倒數聲之後，火箭騰空而起，拖著長長的煙霧，飛向天空。