Planet 51 är en animerad äventyrsfilm i intergalaktiska dimensioner. Den amerikanske astronauten Chuck Baker landar på Planet 51, som han tror är obebodd. Men till sin stora överraskning är planeten befolkad av små gröna varelser, som lever sina liv i en idylliskt småstadskommun liv på jorden på 50-talet. Det är bara roboten Rover och sin nyfunne vän Lem försöker Chuck ta sig tillbaka till sitt beslagtagna rymdskepp genom en fascinerande, men också farlig värld, samtidigt som han undgår att tas till fånga av planetens paranoida armé.