Ein misslungenes Experiment ist schuld daran, dass die Welt von Patema und Age völlig verdreht ist. Das Mädchen Patema lebt unter der Erdoberfläche in einem Tunnelsystem, büchst aber immer wieder in die rote Zone aus, wo es plötzlich vor den sogenannten Fledermausmenschen fliehen muss. Auf ihrer Flucht trifft sie auf den Oberflächenbewohner Age, der im Gegensatz zu ihr an die Schwerkraft gebunden ist. Patemas Welt steht buchstäblich Kopf, als sie die Erdoberfläche mit ihm erkundet.