Wayne Szalinski est un scientifique distrait, mais très doué. Dans son laboratoire expérimental, il prépare une machine à réduire les solides. Un jour, Amy et Nick, ses enfants, s'aventurent dans le grenier pour y jouer en compagnie de leurs copains, Ron et Russ. Victimes d'un dysfonctionnement de la machine conçue par Wayne, les quatre enfants se retrouvent malencontreusement miniaturisés. Une goutte d'eau, un mégot, le moindre brin d'herbe deviennent de redoutables périls auxquels ils doivent désormais échapper. D'autant que Wayne, peu attentif, fourre à son insu les enfants dans un sac poubelle qu'il dépose à l'entrée du jardin. La traversée de la pelouse va alors prendre des allures d'odyssée...