Действие мультфильма происходит в далеком 2182 году. Экспедиция с планеты Земля в составе командира корабля капитана Зеленого, профессора Селезнева и его дочери обычной московской школьницы Алисы отправляется на корабле под названием «Пегас» на поиски новых видов животных для городского зоопарка. Первую остановку они делают на Луне, где встречают веселое многорукое существо – археолога Громозеку, который посоветовал путешественникам отправиться на планету Двух Капитанов. Там, в одном из музеев, оказывается, хранятся дневники космонавтов, из которых можно узнать о том, где можно отыскать наиболее интересных представителей внеземной фауны. Но доктор Верховцев (директор музея) утверждает, что у него нет никаких дневников. Тогда герои отправляются по заранее спланированному маршруту – на планету Блук, на которой торгуют самыми разными животными с других планет.
