Saat bersantai di pulau Whidbey, kakak-beradik Noah dan Emma menemukan kotak misterius berisi mainan dari masa depan, termasuk kelinci boneka bernama Mimzy yang bisa berkomunikasi secara telepati. Perlahan, mereka mengembangkan kemampuan genius, membuat orang tua dan guru mereka terkejut. Namun, ketika benda-benda itu tak sengaja membangkitkan energi dahsyat dan memicu pemadaman listrik massal, FBI mencurigai keluarga mereka. Mimzy ternyata membawa misi rahasia yang bisa menyelamatkan masa depan—bisakah Emma mengembalikannya sebelum terlambat?