这是一部脑洞大开的电影，也是一部能把人的情绪体现的如此形象生动的好影片。

影片围绕着主人公 艾莉从出生到成长过程中情绪的变化，以快乐、忧伤、厌恶、愤怒、恐惧五个五个形象操控着小艾莉的情绪。从一出生看到父母的快乐，到因为饥饿后的忧伤，对于可能发生危险的恐惧，再到对于某些食物的厌恶，最后到没有得到满足的愤怒……小艾莉的情绪时刻发生着变化。而情绪中经常都是乐乐主管操控台，因为大家都认同快乐是一种好的情绪体验，必须让小艾莉时刻保持快乐。但是又因为小艾莉在生活中会经历这各种各样的事情，所以惧惧、怒怒、厌厌、忧忧也会出来操控。它们的每一次操控都会形成一个情绪记忆球，这些记忆术存放在小艾莉的大脑里面，而几个最美好的记忆球也被放到了核心记忆的位置保存。这些记忆也在艾莉的大脑塑造了友谊岛——与朋友快乐相处的记忆；搞怪岛——和爸爸妈妈玩耍的搞怪记忆；冰球岛——在老家与爸妈打冰球的冰球梦；诚实岛——犯错时承认错误的记忆；家庭岛——与爸妈温馨相处的记忆。丰富的岛屿使得艾莉有着不同的性格，成为独特的女孩。这些岛屿基本上都是记录着快乐的情绪，而忧忧却总是忍不住想去触摸这些记忆球，记忆球一被触碰就变成蓝色，记忆开始变得忧伤。乐乐极力阻止忧忧，并且觉得忧忧没有什么用只会添乱，并且画了一个圈让忧忧呆在圈里不要动就是她的工作内容。忧忧也总是自责，觉得自己没用只会添乱，于是它越自责越想去触碰记忆球。在一次乐乐和忧忧争夺核心记忆球的时候它俩和记忆球都被吸入到长时记忆区。在里面它们看到了艾莉所有的记忆，里面记忆管理员负责收到长时记忆中一些不重要的记忆——失去颜色的，其中包括乐乐操控的快乐的记忆。乐乐无法接受试图阻止，这个时候搞怪岛毁灭了，情急之下它的任务是找到会操控中心的入口。于是乐乐拉上忧忧一起找路，因为忧忧之前看过思维手册，所以它能记住怎么出去的路。在这个时候它们又碰到了艾莉的幻想朋友—冰棒，得知冰棒知道如何出去，于是它们跟着冰棒开始寻找出口。之后它们闯入了抽象思维场、梦幻王国、造梦场、潜意识区……在这些地方都遇到了各种挑战。可又因为乐乐不在，情绪操控中心被其他三个情绪伙伴搞得一团糟，友谊岛、冰球岛也一一毁灭。最后再乘搭思维列车时，诚实岛也崩塌了，倒下时压断了列车绳索，于是它们又掉了下去。而乐乐在通往操控中心的管道也断裂，最后点到了记忆废弃场，冰棒为了就乐乐也掉了下去，只有忧忧在上面哭。而乐乐在废弃场里也陷入了悲伤，却在这时它看到了一个金色的记忆球，擦开居然是蓝色的，里面记录的大家鼓励并把艾莉往上抛，但在此之前，艾莉正是因为自己冰球比赛失败了忧伤难过。或许正是有了悲伤，才能感受到身边父母、朋友的爱，才能感受到温暖和快乐。这时，乐乐开始肯定了忧忧的价值，并且相信能够找到忧忧并且离开这里，回到操控中心。最后在冰棒的帮助下，乐乐终于逃出了废弃场，而冰棒为了帮助乐乐逃出，自己选择在废弃场中毁灭。出来的乐乐找到了忧忧，但是忧忧却因陷入自责和悲伤中，认为自己是没用的。它开始逃跑，而乐乐在追逐的过程中想到一个办法，把用冰棒给它的梦幻袋装下了9999个艾莉的梦幻男友最后把他们叠加起来帮助自己回到操控中心，当然也抱着忧忧一起回去了。

到了操控台，乐乐鼓励忧忧取出了其他情绪都取不出的主意钥匙。而艾莉也从离家出走的列车中感受到了悲伤，也感受到了父母的爱以及与父母在一起的回忆，于是她果断下车回了家。回家之后父母并没有怪她，艾莉与爸爸妈妈三个人抱在了一起。乐乐把核心记忆球给了忧忧，忧忧又把乐乐拉过来，这是记忆球变成了金蓝相间的颜色，而这份记忆也变成了忧伤和快乐拼凑的复杂情绪。之后情绪中心也变得越来越大，操控台也更新，有了更多的功能，而记忆球也不止是单纯的颜色，很多都是彩色的，也长期记忆区里面也修建了更多新的岛屿……