Wayne Szalinski, chercheur pour le moins excentrique et tête en l'air, est tellement accaparé par ses travaux sur une machine à réduire les solides que sa femme, n'y tenant plus, claque la porte, laissant momentanément les enfants, Amy - seize ans - et Nick - onze ans - se débrouiller seuls. Or voilà qu'allant récupérer au grenier une balle malencontreusement envoyée par les petits voisins, Ron et Russ Thompson, ils se trouvent tous quatre réduits à l'état miniature par la machine que le jouet à détraquée. Commence alors pour eux une odyssée dérisoire mais ô combien crispante. Tout pour eux devient péril : les coups de balais inopinés, la proximité d'un papillon, la moindre goutte d'eau, un mégot incandescent. Echoués dans la pelouse, les enfants essayent vainement de se faire entendre. La tension aidant, la zizanie s'instaure entre eux mais l'adversité finit toutefois par les solidariser ; une idylle s'esquisse même entre Amy et l'aîné des Thompson. Bien que Wayne Szalinski ait réalisé le tragique incident, les enfants ne doivent qu'à leur ténacité de réussir à se faire repérer puis ramener à leur état normal.