O menino gênio James Isaac Nêutron - ou Jimmy Nêutron, para os íntimos - e seu fiel cão robô, Goddard trazem para a Terra uma pequena criatura vinda de um cometa que beira o planeta. O amigo de Jimmy, Carl, adota a aparente inofensiva criatura, à qual chama de Twonky se reproduz a uma velocidade incrível - pior - toda a incontável ninhada sofre um tipo de mutação, transformando em um problema para Retroville. Cabe ao Menino Gênio agora salvar o dia.