50多年前，一艘来自塞伯坦的宇宙飞船撞向月球，引发了美国和苏联之间的太空竞赛。人类争先恐后登上月球，去发现飞船残骸的秘密。回到21世纪初，经过几次战争，汽车人终于打败了霸天虎的入侵，然后与人类合作，保卫美丽的地球。但在切尔诺贝利发生的事情让长期搁置的月球计划重新摆上了桌面。为了不让霸天虎找到神柱干出各种坏事，擎天柱和战友们飞到了月球，从飞船上救下了汽车人最初的首领。敌人是能量柱的发明者，将能量柱组装在一起，可以制造出空间桥梁，实现物质的瞬间传输。忙于找工作和经营与女友卡莉（罗茜汉丁顿-惠特莉饰）关系的山姆（希亚拉博夫饰）不可避免地陷入其中，他逐渐发现霸天虎在操纵一切。却不知月影背后隐藏着更大的算计和灾难。