3 ans après avoir rétréci ses enfants, Wayne Szalinski, l'inventeur le plus incompris des Etats-Unis, a trouvé un poste dans un laboratoire du Nevada, où il travaille sur un rayon de dilatation des molécules au Nième degré. Alors que son projet lui est retiré, il tente un dernier test, et c'est son bébé de 2 ans Adam qui fait les frais du rayon.