生まれた直後に、母親から捨てられたルイスは養護施設で育った。すくすく成長しながらも、母親への思慕が忘れられないルイスは、いつしか発明家を夢見るようになり、12歳で記憶を再生する画期的な装置「記憶スキャナー」を発明する。しかし、その「記憶スキャナー」は、謎の山高帽の男に奪われてしまった。そんな時、タイムマシンで未来からやって来た少年ウィルバーと出会ったルイスは、彼と一緒に未来へと旅立つ。そこでルイスが目にしたのは、シャボン玉のようなバブルや透明なチューブで場所を移動する夢のような世界だった。ウィルバーの奇妙なファミリーたちとも幸せなひとときを過ごすルイスだが、そもそもの目的は山高帽を捕らえることだった。山高帽は、ウィルバーの不注意で鍵をかけなかったガレージから、2台目のタイムマシンを盗んだのだった。そしてウィルバーは、壊れた1台目のタイムマシンの再生をルイスに依頼した。再生できれば、実の母と再会させるという約束のもとに…。しかし、山高帽からの執拗な攻撃は続く。山高帽を操っているのは、帽子型ロボットのドリスだった。いくつものピンチを切り抜けて、山高帽を懲らしめたルイスは、ウィルバーが自分の息子であることに気がつく。そして、この未来世界も、ルイスの発明によって発展したものだったのだ。 ウィスパーの計らいで、タイムマシンによって自分が母親に捨てられる光景を目撃するルイス。しかし、彼は母に声を掛けられなかった。大切なのは、過去を振り返らず前に歩むこと。どこまでも歩むこと。12歳の時代に舞い戻ったルイスは、発明コンクールに「記憶スキャナー」を出品する。それは、彼が将来の大発明家となり、世界を変えていくことになる第一歩だった。