Çölün ortasında yer alan küçük Asteroid City kasabası, genç yıldız gözlemcileri ve ailelerini bir araya getiren bilimsel bir etkinliğe ev sahipliği yapmaktadır. Ülkenin farklı bölgelerinden gelen öğrenciler, akademik çalışmalarını sergilemek ve çeşitli yarışmalara katılmak için burada buluşur. Ancak programın sakin ilerlemesi beklenmedik bir olayla bozulur. Şehre gizemli bir uzaylının gelmesiyle birlikte Asteroid City'de yaşananlar kısa sürede kontrolden çıkar. Ordu, ortaya çıkan durum karşısında kasabayı karantina altına alarak tüm giriş ve çıkışları durdurur. Bilimsel bir etkinlik için bir araya gelen öğrenciler ve aileleri, kendilerini dünyayı değiştirebilecek sıra dışı olayların tam ortasında bulur.