Film animasi ini bercerita tentang anak perempuan bernama Riley yang memiliki berbagai emosi yang ada dalam tubuhnya. Dalam pikiran Riley, terdapat 5 wujud emosi yaitu bahagia, takut, amarah, jijik dan sedih. Beragam wujud emosi tersebut tinggal di sebuah tempat yang disebut markas besar, yaitu pusat kendali pikiran Riley yang membimbingnya dalam kehidupan dan kegiatan sehari-hari.
Beragam emosi tersebut menentukan perjalanan hidup Riley. Satu emosi saja hilang bisa memberi dampak buruk bagi kehidupannya. Kelima emosi ini berseteru tentang cara terbaik untuk Riley dalam menghadapi kehidupan kota, rumah, sekolah dan lingkungan baru.
