La película nos lleva a un lugar que todo el mundo conoce pero que nadie ha visto: la mente humana. Rily, una chica de 11 años que acaba de mudarse con su familia a San Francisco, no es la protagonista sino más bien el escenario de la película. Los espectadores se adentrarán en su cerebro y averiguarán cómo se forman los recuerdos y cómo una mezcla de cinco emociones humanas - Joy (Alegría), Disgust (Enfado), Anger (Ira) y Sadness (Tristeza) - define las experiencias vitales.