En 1969, Buddy, un golden retriever, est envoyé dans l'espace où un accident modifie son ADN et le transforme en super-héros. De retour sur Terre dans le futur, il réalise que les animaux ne sont plus les bienvenus parmi les humains. Pour sauver ses congénères, il fait équipe avec Félix, un chat rusé et plein de ressources. Ensemble, ils deviennent le duo StarDog et TurboCat. Alors qu'ils affrontent de multiples dangers, Buddy veut retrouver David qui était son maître à l'époque de son odyssée spatiale...