Después de un desastre ecológico, la tierra se divide en dos mundos invertidos que son desconocidos el uno al otro. En los bajos fondos, Patema (Yukiyo Fujii) es un adolescente callejero de 14 años que ama a sumergirse en las aventuras y descubrir nuevos lugares. En la tierra, Edad (Nobuhiko Okamoto) es una niña de la melancolía está luchando para adaptarse a un mundo totalitario.El al azar hace que estos dos son adolescentes, desafiando las leyes de la gravedad.