Buzz Lightyear og hans bedste ven, Alisha Hawthorne, er Space rangere og vant til at blive sendt til de fjerneste udkanter af galaksen. Men da de strander pa en fjendtlig planet pa grund af Buzz, vil han gøre alt for at rette op pa sin fejl ogsa selvom han skal drage ud pa en solomission, hvor han ikke vil se sine venner i arevis.
Da Buzz endelig er ved at fuldende sin mission, ankommer den gigantiske robot Zurg til planeten og begynder at angribe dem alle. Buzz er nødt til at sla sig sammen med et umage hold af utrænede rekrutter for at tage kampen op.
Det bliver et eventyr gennem tid og rum, og den største mission, Buzz Lightyear nogensinde er blevet sendt ud pa.
Mod det uendelige univers!