Au début des années 1960, la NASA prépare activement le premier vol spatial habité. Le docteur Mac Guiness (Annabeth Gish) est chargée d'entraîner le chimpanzé qui va partir dans l'espace. Billy (Alex D. Linz), le fils de l'un des scientifiques en charge du projet (James Woods), va se lier d'amitié avec le singe.