El astronauta Capitán Charles "Chuck" Baker aterriza en el Planeta 51 pensando que es el primero en hacerlo. Para su sorpresa, descubre que está habitado por unas personas verdes con antenas, que viven en un mundo idílico de encantadoras urbanizaciones que recuerdan a la inocente América de los años 50 y cuyo único temor es ser invadidos por seres alienígenas... como Chuck.