Действие разворачивается в вымышленном городке Asteroid City, затерянном в пустыне Невады, рядом с гигантским кратером, оставленным millennia назад падением метеорита. Сюда, в это сухое и пыльное место, съезжаются участники ежегодного Конгресса юных астрономов — одарённые дети, их семьи, наставники и представители военных кругов.
Тридцатилетний Пил проводит всю жизнь в полной изоляции, которую устроила его любящая, но психически неуравновешенная мать. С пяти лет он не знал мира за пределами своего дома, лишённый контактов с другими людьми. Скоропостижная кончина матери становится для него не просто утратой, а колоссальным переломом — теперь он остаётся наедине с собой и своим необычным опытом.