《初恋太空男孩》讲述了11岁男孩吉姆的故事。他极具科学天赋，跟随身为天体物理学家的父亲葛兰搬到新社区生活。入学第一天，迷糊脱线的吉姆意外结识了敏感低调的女孩艾玛，两人组成搭档，准备参加学校的科学实验竞赛。
吉姆凭借天马行空的想象力，提出建造漂浮气球、飞向天空的计划，成功说服原本只想研究哈姆太郎的艾玛。于是，两人以森林里的谷仓为秘密基地，尝试打造一艘能够带他们离开地面、享受自由的漂浮气球。受到父亲影响的吉姆始终深深着迷于地球之外的宇宙，怀抱太空梦想的他，也毅然将艾玛带入这场冒险。然而，计划途中危机与意外不断，他们的漂浮气球究竟能否成功升空，仍是未知数。
影片以多样的复古影像构成独特风格，融合20世纪80年代鲜艳温暖的色调、传统电视中的火箭发射画面，以及带有方正构图和噪点质感的模拟摄影影像，并穿插男孩梦想中的异世界幻想。巧妙的声音设计结合充满太空感的电子音乐，在左右声道间流畅切换，让声音与画面彼此交融，带领观众踏上一段充满想象与惊险的少年冒险之旅。
