这是一部由卢森堡、丹麦、加拿大、英国、美国、法国联合摄制的科幻爱情片。在一个上下颠倒的双生世界，人们像生活在平行世界中一般各自生活工作，互不干涉。法律规定任何人不能和另一个世界的人沟通，更不能试图跨越到另一个世界去。活在“下界”的Adam（吉姆·斯特吉斯JimSturgess饰）与生活于“上界”的Eden（克斯汀·邓斯特KirstenDunst饰）在年少时已在高山的山顶上结识并互有好感。可惜一次意外，令Eden失忆，从此忘记Adam；而Adam虽对她念念不忘，亦无法在山上再碰到她。直至多年后的某一天，Adam无意间从电视中见到Eden，霎时唤醒了这份埋藏心底的感情！对Eden仍然痴心一片的Adam，决心凭借他的科学天份，闯入天梯，取得高科技仪器，冲破空间引力界限，誓要与Eden再谈一场逆转天地的恋爱！他们的距离虽然并不遥远，但他们的相爱却注定远不仅仅是你情我愿那么简单……
亚当讲述了他的双行星家园世界的故事，该世界具有独特的“双引力”，使两颗行星以极其接近的距离彼此绕轨道运行。这个两行星系统存在三个不变的引力定律：
所有物质都只受到其来源世界的引力的牵引。
物体的重量可以使用来自相反世界的物质（反物质）来抵消。
接触几个小时后，与反物质接触的物质就会燃烧。
这两个社会被法律隔离。上层世界（Up Top）富裕而繁荣，而下层世界（Down Below）却很贫穷。Up Top 从 Down Below 购买廉价石油，并以更高的价格向 Down Below 出售电力。严禁下层人士与上层人士接触，否则将被处以监禁或死刑。来自“Up Top”的人们经常去“Down Below”体验新奇事物，例如在天花板上跳舞。连接两个世界的唯一官方物理连接是“Trans-world”公司总部。
亚当住在唐恩的一家孤儿院，他唯一活着的亲戚是他的姨婆，他每周都会去看望她。她的秘密飞行煎饼配方使用粉红色蜜蜂的花粉，这些粉红色蜜蜂从两个世界收集花粉。这个配方已经代代相传，并将由亚当继承。
小时候，亚当偷偷地爬了一座距离《Up》很近的山。在那里，他遇到了《飞屋环游记》中的女孩伊登，并发展了关系。亚当在山上相遇，用绳子把伊甸拉向唐，他们一起去树林里散步。被发现后，亚当疯狂地将伊登释放回她的世界，他的手臂中弹，将她扔下。他无助地看着伊登一动不动地躺在地上，鲜血从她的头上渗出。当他回到家时，他的姨妈贝基被捕，她的家被烧毁。
十年后，亚当正在开发一种反重力产品，可以让物质同时对两个引力场做出反应，这是一种用于瘦脸的化妆品。当他在电视上看到伊登时，他意识到她还活着，并且在跨世界工作。完成了他的配方并受雇于跨世界开发奶油后，亚当的计划是在跨世界中找到伊甸园。他与 Up 的 Trans-world 员工 Bob 成为了朋友。亚当帮助他从唐那里获得稀有邮票，鲍勃帮助他联系伊登。
鲍勃给亚当提供了将自己伪装成来自 Up 的工人的材料。由于事故导致的失忆，伊登不认识他了。亚当的衣服开始燃烧，所以他必须返回唐恩。后来，鲍勃被解雇，但当他离开时，他偷偷给了亚当他的身份证，以帮助他离开跨世界大楼并进入向上。后来，亚当通过鲍勃的电话给伊登打电话，成功约到了约会对象。
与此同时，由于他的化妆霜对公司非常重要，亚当在演讲厅展示了它。当伊登进入并发现他的真实身份时，她逃跑了。亚当跑去找她，但鲍勃的身份证已被解雇，这给他带来了麻烦。他逃到了鲍勃家，并向鲍勃展示了混合来自两个重力场的液体可以形成一种混合溶液，可以抵抗两个重力场，并且可以简单地漂浮在两个重力场之间。亚当随后透露，他没有向跨世界提供其化合物的主要秘密成分，导致该公司在没有他的情况下无法生产该产品。
在鲍勃的帮助下，他回到了与伊登见面的Dos Mundos餐厅，并发现她已经开始记住他了。但警察来了，他不得不逃跑。回到自己的星球后，他来到了他们相遇的山顶，而她又像很久以前一样来见他。警察逮捕了伊登，而亚当则落入了世界之间的剩余距离，并凭借他的反物质背心幸存下来。如果亚当向他们提供他的配方并且不再联系她，跨世界同意撤销对伊登的指控。
亚当回到了原来的生活，相信他再也见不到她了。但伊登向鲍勃寻求帮助。他找到了亚当，并向他展示了他可以在没有相反物质装备帮助的情况下保持向下状态，使用亚当的方法来抵消重力的影响。鲍勃告诉他，他在跨世界之前就以阿尔伯特公司的名义购买了美容霜专利。然后告诉亚当他有一个“约会”。
影片结尾，伊甸透露自己怀上了双胞胎，镜头拉远，两边高耸的摩天大楼，展现了反重力公式让地下世界变得繁荣，以及双方孩子的互动。通过篮球。