Der Banker Sam Wheat und seine Freundin, die Künstlerin Molly Jensen, führen eine glückliche Beziehung. Molly sagt Sam sehr oft, dass sie ihn liebt, worauf er fast immer erwidert „dito“, da er der Meinung ist, dass man die drei Worte nicht überstrapazieren sollte. Auf dem Heimweg von einem Theaterbesuch werden Sam und Molly von einem Straßenräuber überfallen. Im Handgemenge löst sich ein Schuss und tötet Sam, der sich selbst blutend und regungslos auf der Erde liegen sieht. Er stellt fest, dass er jetzt ein Geist ist, der seine Umwelt zwar sehen und hören, aber nicht mit ihr interagieren kann und von anderen Menschen nicht mehr wahrgenommen wird.

Die Restauratorin Adrienne lernt Jack Saunders, den Direktor eines Museums für antike Kunst, kennen. Sie heiraten später und bekommen eine Tochter namens Mary. Ein Museumsmitarbeiter, der eine ägyptische Halskette als Fälschung erkennt, wird ermordet. Adrienne findet seine Leiche. Die Tat ist als Selbstmord getarnt. Das Schmuckstück wird abermals geprüft, und es wird festgestellt, dass es gegen eine Kopie ausgetauscht wurde. Der entstandene Schaden beläuft sich auf 4,5 Millionen US-Dollar. Die Sache ist für den Ruf von Jack Saunders äußerst unangenehm. Seiner Frau fallen verschiedene Ungereimtheiten am Verhalten ihres Gatten auf. Sie vermutet eine Affäre ihres Mannes. Nach einem Ehestreit zieht Jack aus. Er stirbt als Folge eines Autounfalls.

In der Zukunft steht die Menschheit kurz vor der Auslöschung. Angst und Isolation haben die menschliche Seele vergiftet, sodass ein genialer Wissenschaftler die einzige Rettung darin sieht, Mimzys in die Vergangenheit zu schicken, um eine reine menschliche Seele aufzuspüren. So finden die Geschwister Noah und Emma Wilder am Strand ihres Sommerhauses in Whitby eine Box im Wasser. Sie finden darin einen leuchtenden Kristall. Sie verheimlichen ihren Fund vor der Mutter und entdecken nachts, dass noch mehr in der Box war: Einige Steine, die Emma schweben lassen kann, und ein Plüschtierhase, den Emma Mimzy nennt. Nach und nach werden Noah und Emma immer intelligenter und entwickeln unterschiedliche Fähigkeiten wie Supergehör, Superblick, Telepathie, Telekinese und Teleportation.

Der Film handelt von Henry DeTamble (geboren 1963) und seiner Frau Clare Abshire (geboren 1971). Henry leidet an einem seltenen genetischen Defekt, „Chrono-Impairment“ genannt, der ihn dazu zwingt, immer wieder von neuem spontan durch die Zeit zu reisen. Er kann diesen Effekt nicht beeinflussen, allerdings scheint er durch sein Unbewusstes gebunden zu sein, da er meistens an Orten landet, an denen er schon einmal war bzw. zu denen er noch kommen wird. Viele gewöhnliche Dinge wie Stress können Henrys Zeitreisen auslösen. Im Buch werden Ähnlichkeiten der Krankheit zur Epilepsie beschrieben.