Janvier 2013, Alamogordo au Nouveau-Mexique. Joshua Shapiro revient sur les traces de son passé. Juin 1957, base du Holloman Aerospace Medical Center. À 13 ans, il se prend d'affection pour un bébé chimpanzé apeuré et maladif. À force de patience et d'amour, Ham puisque c'est le nom que Josh lui a donné, révèle une intelligence hors-norme et des qualités extraordinaires. Repéré par les ingénieurs de la NASA, il est choisi pour intégrer le programme des singes astronautes. Une aventure qui va changer à jamais leur destinée et celle de l'Humanité.