L'histoire tourne autour d'un pilote d'essai de l'US Navy, Tuck Pendleton (Dennis Quaid), qui se porte volontaire pour une expérience de miniaturisation top secrète. L'expérience est conçue pour réduire un être humain à la taille d'une micropuce afin de pouvoir l'injecter à un lapin pour observer ses fonctions biologiques de l'intérieur. Cependant, avant que l'expérience ne puisse être terminée, un groupe de voleurs fait irruption dans le laboratoire et tente de voler la technologie de miniaturisation. Pendant la lutte, Tuck est accidentellement injecté dans la circulation sanguine d'un employé de supermarché hypocondriaque nommé Jack Putter ( Martin Short ). La présence de Tuck dans le corps de Jack déclenche une série d'aventures comiques et périlleuses alors qu'ils courent contre la montre pour récupérer la technologie de miniaturisation et ramener Tuck à sa taille normale. À l'intérieur du corps de Jack, Tuck rencontre divers obstacles et dangers, notamment des globules blancs qui l'attaquent, un cœur battant qui l'écrase presque et une piscine d'acide gastrique qui dissout son vaisseau spatial. Pendant ce temps, à l'extérieur du corps, les collègues de Tuck, dont sa petite amie Lydia (Meg Ryan), tentent de localiser et d'extraire Tuck du corps de Jack avant qu'il ne soit trop tard.