Genç bir çocuk olan Jim Hawkins (Joseph Gordon-Levitt), efsanevi korsan Kaptan Flint'in hikâyelerini dinleyerek büyür. On iki yıl sonra, asi bir genç olmuştur; babası artık ortalıkta yoktur ve annesi Sarah (Laurie Metclafe) da ne yapacağını bilemez haldedir. Jim, Benbow Inn'de annesine gönülsüzce yardım eder ve başını sık sık belaya sokan bir hobi olan "Güneş Sörfü" (rüzgar sörfü ve gökyüzü sörfüne benzer) ile eğlence bulur.
Bir gün, bir uzay gemisi hanın yakınına düşer ve geminin pilotu Billy Bones (Patrick McGoohan) ağır yaralanır. Yaralarına yenik düşmeden önce Jim'e bir küre verir ve onu "cyborg'a dikkat etmesi" konusunda uyarır. Bunun ardından bir korsan çetesi hanı basar ve yerle bir ederken Jim, Sarah ve köpeğe benzeyen arkadaşları Dr. Delbert Doppler (David Hyde Pierce) kaçar. Delbert'in çalışma odasına sığınan Jim, kürenin efsanevi Hazine Gezegeni'ne giden bir harita olduğunu keşfeder.
Doppler, Treasure Planet'i arama görevi için RLS Legacy adlı bir gemi görevlendirir. Geminin kaptanlığını kediye benzeyen, özgür ruhlu Kaptan Amelia (Emma Thompson) ve taş tenli Bay Arrow (Roscoe Lee Browne) üstlenir; mürettebata gizlice, Jim'in Bones'un kendisini uyardığı cyborg olduğundan şüphelendiği yarı robot aşçı Long John Silver (Brian Murray) liderlik eder. Jim, Silver ve onun şekil değiştiren evcil uzaylısı Morph'un kendisini denetlediği mutfakta çalışmaya gönderilir. Jim Silver'a güvenmese de, aralarında zayıf bir baba-oğul ilişkisi oluşur.
Yolculuk sırasında gemi bir süpernovayla karşılaşır. Jim yaşam hatlarını güvence altına alırken, Silver'ı tam zamanında kurtarır. Süpernova daha sonra bir kara deliğe dönüşür ve Bay Arrow uçuruma düşerek ölür. Amelia Arrow'un yasını tutarken, Jim'in onun yaşam hattını güvence altına alamadığından şüphelenir, oysa yaşam hattı hain yengeç benzeri korsan Scroop (Michael Wincott) tarafından koparılmıştır.
Gemi Treasure Planet'e yaklaşırken Jim mürettebatı gizlice dinler ve Silver'ı takip ettiklerini keşfeder, bu da bir isyana yol açar. Jim, Doppler, Amelia ve Morph kaçar, ancak harita geride kalır. Silver, haritanın Jim'de olduğunu düşünerek onu öldürmeyi hedefler, ancak tereddüt eder; Amelia, kaçış sırasında vurulduğunda yaralanır.
Jim Treasure Planet'in ormanlarını keşfederken, grup birincil hafızasını kaybetmiş eksantrik robot B.E.N. (Martin Short) ile karşılaşır ve onları sığınmak için evine davet eder, burada grup korsanlar tarafından köşeye sıkıştırılır; Jim, B.E.N. ve Morph bir arka kapı kullanarak haritayı kurtarmak için gemiye geri döner. Scroop onlara saldırır ama sonunda uçuruma düşerler. Grup haritayı ele geçirir, ancak geri döndüklerinde Silver (Doppler ve Amelia'yı ele geçirmiştir) tarafından yakalanırlar.
Silver, Jim'i evrendeki herhangi bir yere portal açabilen haritayı kullanmaya zorlar ve Jim, Flint'in baskınlarını bu şekilde gerçekleştirdiğini fark eder. Hazine Gezegeni'ne giden portal açılır ve grup gezegenin Flint'in ganimetlerini depolamak için el koyduğu dev bir uzay istasyonu olduğunu keşfeder. Korsanlar ganimeti toplamaya hazırlanırken Jim, B.E.N.'in bilişsel bilgisayarının kayıp parçasını tutan Flint'in iskeletini bulur. Parçayı yerine yerleştirdikten sonra B.E.N., Flint'in hazinenin bulunması üzerine gezegeni patlatmak üzere ayarladığını hemen hatırlar. Gezegen parçalanırken, Silver eli boş gitmemek için çaresizce hazine yüklü bir tekneyle kaçmaya çalışır, ancak Jim'i kurtarmak için hazineyi feda eder. Hayatta kalanlar gemiye kaçar, ancak gemi hasar görür ve gezegeni zamanında terk edemez hale gelir. Jim roketle çalışan bir yelkenli hazırlar ve geminin önünde geçide gider. Jim son anda portalı Montressor Uzay Üssü'ne ayarlar ve mürettebatla birlikte yıkımı temizler.
Jim, Silver'ın güvertenin altına kaçtığını keşfeder. Jim Silver'ın gitmesine izin verir ve Silver Jim'e Morph'u verir, ayrıca gezegenin yıkımından önce kurtardığı hazinenin bir kısmını Benbow Inn'i yeniden inşa etmesine yardımcı olması için ona verir; ayrılırken Silver Jim'e "yıldızları sallayacağını" söyler. Amelia, Jim'e Yıldızlararası Akademi'ye gitmesini önerir, Jim de annesiyle yeniden bir araya gelmek için uzay limanına döner. Bir süre sonra, yeniden inşa edilen handa bir kutlama düzenlenir; Doppler ve Amelia evlenip çocuk sahibi olurlar ve Jim askeri öğrenci olur. Parti sırasında Jim, bulutlarda gururla gülümseyen Silver'ın bir görüntüsünü görür.