El inventor Flint Lockwood es el tímido genio responsable de algunos de los artilugios más extraños jamás concebidos. Pero a pesar de que todas sus invenciones, entre las cuales podemos mencionar unos zapatos en spray e incluso una máquina traductora de los pensamientos de los chimpancés, han constituido fracasos espectaculares y han provocado toda suerte de problemas en su pequeña ciudad, Flint ha decidido crear una fuente de felicidad para las personas. Cuando su máquina más reciente, diseñada para convertir el agua en comida, destruye accidentalmente la plaza del pueblo y sale disparada hacia las nubes, Flint comienza a creer que su carrera de inventor ha llegado a un final prematuro. Pero entonces ocurre algo impresionante - ¡algunas hamburguesas con queso comienzan a caer del cielo! ¡Su máquina funciona! Este clima 'alimenticio' se torna exitoso inmediatamente, y, así, Flint se hace amigo de Sam Sparks, la chica del estado del tiempo que una televisora ha enviado para cubrir lo que ella misma ha definido como "el fenómeno climatológico más importante de la historia".  Pero la gente cada vez pide más y más comida, y esta codicia hace que la máquina se comporte equívoca y erráticamente, desatando en el proceso tornados de espagueti y albóndigas gigantes. El pueblo entero está a punto de quedar sepultado bajo montañas de malvavisco y olas de sandía, así que Flint y Sam deben combinar sus habilidades y su pericia a fin de apagar la máquina y poner todo en orden.