Baseado na aclamada história de ficção científica de Lewis Padgett, «Mimzy, a Chave do Futuro» é uma futurista aventura que conta a história de duas crianças que descobrem uma misteriosa caixa contendo estranhos dispositivos que julgam serem brinquedos.

À medida que as crianças se entretêm com estes «brinquedos», vão desenvolvendo, cada vez mais, os seus níveis de inteligência.

Os seus pais são informados pelo professor que as crianças parecem estar a desenvolver capacidades acima da genialidade e eles próprios também notam que algo de extraordinário está acontecer. Emma, a filha mais nova, conta à mãe que um dos brinquedos, um coelho de peluche, se chama Mimzy e que «lhe ensina» coisas…

A mãe de Emma fica ainda mais preocupada quando, de repente, um corte de energia faz parar a cidade. O governo localiza a fonte da sobrecarga energética na casa da família Wilder e rapidamente tudo se descontrola. As crianças focam-se nestes estranhos objectos, Mimzy, e na importante missão para a qual aparentemente foram enviados.

Quando a pequena rapariga diz que Mimzy tem consigo uma importante mensagem do futuro, uma investigação científica revela que Mimzy é composta em parte por grandes níveis de electrónica e também por partes orgânicas!
Todos se apercebem que estão envolvidos em algo incrível… mas exactamente o quê?