Space Chimps parte de um fato real. Em 1961, a Nasa enviou ao espaço um macaco chamado Ham. A história começa décadas depois, quando o bisneto do primeiro "macaconauta" é artista de circo que ganha a vida como "bala humana", sendo atirado de um canhão.
Quando surge uma missão muito arriscada para ir a outro planeta, um senador ambicioso sugere que mandem um trio de macacos ao invés de humanos para o espaço. Apesar da resistência, Ham aceita a missão depois de conhecer a colega de trabalho, a charmosa Luna.
