Filmen begynner med en forskerkongress der professor Barbenfouillis prøver å få med kollegene sine på en reise for å utforske månen. De lar seg etterhvert overtale, organiserer en ekspedisjon og blir sendt til månen i et rakettlignende romskip. De blir tatt til fange av forskerne de fiendtligsinnede innbyggerne, selenittene, som tar dem med til kongen sin. De klarer å flykte og vende tilbake til jorden. Filmen regnes som den første science fiction-filmen som er laget.

Astronaut Taylor krasjlander på en fjern planet. Til hans store overraskelse er planeten befolket av intelligente og velartikulerte aper, og en særdeles primitiv og lite talefør gruppe mennesker. Han blir tatt til fange av apene og livet hans ligger i hendene på forskeren Dr. Cornelius. Zaius oppdager at den fangede Taylor har evnen til å snakke, reagerer han med gru, og insisterer på at astronauten må dø. Men de sympatiske apeforskerne Cornelius og dr. Zira risikerer livene sine for å beskytte Taylor og avsløre den hemmeligheten bak planetens historie som dr. Zaius og undersåttene hans skjuler.