모든 놀라운 일들은 하늘에서 시작된다. 19세기 런던, 예측불허의 하늘을 이해하고 싶은 기상학자 '제임스'와 가장 높은 하늘을 만나고 싶은 열기구 조종사 '어밀리아'. 날씨를 최초로 예측하고 하늘의 최고 높이에 다다르기 위해 팀을 이룬 그들은 열기구 '매머드'를 타고 일생일대의 모험을 시작하게 되는데...