Jim er den nye gutten i klassen, han er 11 år gammel og lidenskapelig opptatt av vitenskap og spesielt verdensrommet. På skolen må han samarbeide med Emma i en naturfagskonkurranse. Selv om hun først er motvillig, overtaler Jim henne til å kopiere idolet sitt Joseph Kittinger, som var det første mennesket som reiste opp til kanten av verdensrommet. Sammen begir de to sjetteklassingene seg ut på det hemmelige prosjektet med å bygge sin egen heliumballong for å reise opp til rommet. Underveis oppstår det de mest utrolige situasjoner som bringer de nærmere sammen. Spaceboy er en blanding av komedie, eventyr og kanskje til og med litt romantikk.