唐风儿和唐雪儿兄妹俩，是一对问题儿童。地理老师总是告状。他们的父亲，一个广告公司的设计师，在地理老师的建议下，带孩子去看心理医生。孩子和医生说了很多事关月亮的古怪语言和行为。不仅如此，兄妹俩不好好学习月球的地理结构。总是胡思乱想。在地理考试的试卷上瞎写瞎填。
医生认为孩子需要治疗。孩子的父亲和母亲忙于工作，只能将委托给没有情感的家庭机器人。父母之间也有情感问题，种种原因和孩子产生了巨大隔阂，此时是2050年。
两个孩子并没有任何心理问题，他们是因为孤独，对父母、老师对自己的不理解而做出的反抗，孩子们在家里折磨机器人，却因为机器人没有情感，而不能得逞。这对孤独的兄妹对月亮发生了浓厚的兴趣。但是遭到的老师和心理医生的抵制。
问题的焦点是月亮上有没有嫦蛾，有没有牛郎织女和他们的孩子。月亮上有没有生命。此时，人类已经多次往返月球，并且在月球上开展了大量的人类活动，包括房地产开发，旅游，乃至广告。有了领土纠纷，并且还有了体育比赛。
父母和老师反复告诉孩子，月球上只有人类和人类活动，有环型山，有尘埃。父母担心孩子得了妄想症，而孩子也装做自己有了妄想症一样。其实是因为逆反而获得更多的父母的关怀。
父亲受一个房地产商兼保健品商兼金融大鳄的委托要去月球帮助他去完成一系列的商业开发。父亲出于对孩子爱，放弃了这个机会，但是商人大鳄看中了父亲的才干。坚持要父亲去。在孩子和商业机会之间。两个孩子自己悄悄地找到商人大鳄，说服商人大鳄不要雇佣自己的父亲，而商人大鳄出于商业目的，竟然提出让孩子和父亲一起去月球，费用由商人出。
商人在月球上需要父亲这样的人才完成他的商业计划。
动画片的开始是父亲开着豪华汽车回家，路上接到了老师以及心理医生对孩子的投诉，进了家，孩子们坐着玩具喷气悬浮汽车在院子里嘲笑父亲真是老土，这个年代了还开这样的车，就好象是2008年在北京或者纽约驾驶马车一样不可思议，而父亲说自己是个怀旧的人，喜欢有独自的时间，不喜欢太快的生活和工作节奏。孩子们要求父亲给自己买可以在三千米高空飞翔的儿童玩具悬浮汽车，被父亲拒绝，而此时满天都是悬浮汽车，公路上很少有人开车，只有艺术家和那些怀旧的人才在公路上开车。
两个搞怪的孩子调侃了父亲后，被父母要求早点收拾行李，第二天去月球。
孩子们听到父亲和商人大颚进行交易。作为带孩子去月球的条件，父亲做了一些妥协，答应帮助商人大鳄打击竞争对手。
两个孩子对父亲的生意不感兴趣，并不觉得父亲为自己的妥协是爱自己的事情，俩人悄悄跑到房顶看着月亮，想象月亮上到底有什么，孩子认为想象力没有错。他们知道月球上只有尘埃和环型山还有人类活动的建筑，但是他们也相信自己的想象。他们认为写出床前明月光，疑是地上霜，举头望明月，低头思故乡的诗句的诗人一定有特殊的感受，否则人类为什么会把思念寄托在月亮上呢。
而父亲警告孩子赶紧睡觉，不要耽误明天的行程。并再次告戒孩子，要相信我们已有的科学以及我们所看到的一切，人类把思念寄托在月亮上是巧合，是过去对月亮不了解。月亮只是一个普通的星球，有尘埃和环型山，月球是人类向宇宙前进的一个岛屿，一个跳板，一个中转站。她已经被人类征服了。是已知的事物。
在月球上，父亲和商业大鳄开始着他们商业计划，圈地，打官司，做广告，开发各种项目，举办充满政治和经济利益的体育比赛。
两个孩子却在无意中发现了月球内部竟然是空的。他们想去找父亲说这件事情，却被忙碌的父亲认为是孩子的妄想症在做怪。拒绝了孩子的倾诉。两个孩子决定自己进入月球内部探险。
两个孩子的对话和行为却被商业大鳄意外地发现了，他相信了孩子的说法，悄悄跟着孩子。
孩子们进入月球内部，发现了月球人，他们没有重力，不象人类在月球表面要用重力机创造和地球一样的重力环境，要用特殊的玻璃罩来创造与地球相同的气候和氧气条件。
月球内部的科技要高的多。他们可以随时变换和制造所需要的大地，山河，雨雪等空气条件。他们无比的美丽。头戴花环，寿命很长。长达几十万年。
他们在几十万年间保守着一个秘密，就在月球的内部生活，从不出来。尤其是提防地球人，两万年间他们只接待过四个地球人，一个是嫦蛾，还有两个是牛郎和织女的两个孩子。他们如今被囚禁在一个人类看不见但离月亮很近的一个星球上。
两个孩子被月球人的大力神带到了女王面前，美丽的女王还有她的两个孩子，一个叫然然，一个叫珠珠，非常热情地接待和唐风儿和唐雪儿兄妹。
晚餐结束后，女王下令将两个孩子送出月亮内部，和嫦蛾一样囚禁在人类现有科学无法发现的星球上。
女王告诉然然和珠珠，人类有非常多的缺点，贪婪，内心充满了仇恨、愚痴、傲慢、猜忌、嫉妒等等缺点。这些缺点会感染纯洁的月球人。为了月球人的安宁月球内部的秘密，维持平静的生活就必须将他们永远地囚禁起来。让他们永远不能回到地球。
女王的两个孩子却对月球外边的事物表示了强烈的兴趣，他们去找太上老君，这个老君专炼丹药，当年嫦蛾偷吃的丹药就是他流落出去的，他是唯一去过地球的月球人。也曾经帮助过织女去过人间，被女王惩罚。老君自然不愿意帮助女王的两个孩子，但经不住孩子的软缠硬磨，尤其是他们月球外边的事物的好奇打动了老君，老君同意给他们可以隐身的药物和特殊的交通工具离开月球内部，让他们去见两个被囚禁的孩子，小雨和小雪。
四个孩子相逢了，珠珠给了唐雪儿一个巧克力，然后在手里拿了一个，珠珠很奇怪，问雪儿为不继续要自己手里的那个巧克力，雪儿也很奇怪，为什么珠珠认为自己还会找她要呢？原来，珠珠是以此来验证人类是否象女王说的那样非常贪婪。