本片根据自幼患有自闭症的美国动物科学家、畜牧学博士——天宝·葛兰汀（克莱尔·丹尼斯 Claire Danes饰）的个人自传改编而成，讲述天宝与众不同的成长经历。
天宝四岁时被医生诊断为自闭症，母亲尝试多种方法让天宝开口说话。为了让天宝拥有正常人的生活，妈妈忍痛送她去一间寄宿学校念书。在这里，天宝认识了开启她天赋大门的恩师卡洛克博士。在恩师的帮助下，天宝顺利考入了大学。临上大学前的暑假，天宝来到姨妈家的农场度假。自此，天宝对牲畜产生了浓厚的兴趣。在大学里天宝制作“挤压机器”来平复紧张情绪。毕业后，天宝继续从事畜牧业的研究学习，设计出大大提高屠宰率且更为人道的屠宰方式。天宝以她独有的方式去认知世界，“像牲畜一样的思考”，在自闭症研讨会上大声的讲出自己的亲身经历……

可爱的小女孩莱莉（凯特林·迪亚斯 Kaitlyn Dias 配音）出生在明尼苏达州一个平凡的家庭中，从小她在父母的呵护下长大，脑海中保存着无数美好甜蜜的回忆。当然这些记忆还与几个莱莉未曾谋面的伙伴息息相关，他们就是人类的五种主要情绪：乐乐（艾米·波勒 Amy Poehl er 配音）、忧忧（菲利丝·史密斯 Phyllis Smith 配音）、怕怕（比尔·哈德尔 Bill Hader 配音）、厌厌（敏迪·卡灵 Mindy Kaling 配音）和怒怒（刘易斯·布莱克 Lewis Black 配音）。乐乐作为团队的领导，她协同其他伙伴致力于为小主人营造更多美好的珍贵回忆。某天，莱莉随同父母搬到了旧金山，肮脏逼仄的公寓、陌生的校园环境、逐渐失落的友情都让莱莉无所适从，她的负面情绪逐渐累积，内心美好的世界渐次崩塌。
为了保护这一切，乐乐只有行动起来……