Les Clade, une famille d'explorateurs légendaires, découvrent un monde inexploré, plein de dangers et peuplé de créatures fantastiques. Ils sont aidés dans leur quête d'un blob espiègle et de leur chien à trois pattes. Hélas, les querelles entre ses différents membres menacent de faire échouer cette nouvelle mission, qui est - de loin - la plus cruciale.

Hiro Hamada, un petit génie de la robotique, découvre qu’un complot criminel menace de détruire la ville de San Fransokyo. Avec l’aide de son plus proche ami, Baymax le robot infirmier, et de ses compagnons, qu’il va transformer en une bande de super-héros high-tech, Hiro va tout faire pour sauver la ville et sa population de l’infâme Yokai...