影片讲述了刚步入青春期的小女孩莱莉脑海中的复杂情绪进行的一场奇妙冒险。在她的大脑总部，正经历着一场突如其来的大拆迁，为意想不到的新情绪腾出空间。一直以来配合默契的情绪小伙伴乐乐（艾米·波勒AmyPoehler配音）、忧忧（菲利丝·史密斯PhyllisSmith配音）、怒怒（刘易斯·布莱克LewisBlack配音）、怕怕（托尼·海尔TonyHale配音）和厌厌（莉萨·拉皮拉LizaLapira配音），在新情绪焦焦的突然到来时变得不知所措，并且她看起来不是孤身一人。

神秘事件管理机构「民调局」的特别调查员沈辣，在执行任务中身受重伤，濒死之际接受了六室主任吴仁荻的传承-蕴含神秘力量的“种子”。苏醒后，吴仁荻师兄-广仁收其为徒。为寻天理图碎片，沈辣在历经天山狼冢、能量反噬、基金会密谋等事件后，终获吴仁荻认可，得到他给与的远古神器-罪罚双剑。与此同时，民调局的内鬼问题也更加扑朔迷离，沈辣和搭档孙德胜再次投入战斗。

《缘之空》（日语：ヨスガノソラ）是Sphere于2008年12月5日发售的恋爱游戏，也是Sphere第一部作品，后改编为漫画、电视动画与广播剧。 Fan disc版的《悠之空》（ハルカナソラ）于2009年9月25日发售，接续本篇当中的主线——穹线，并增加前作《缘之空》中所没有的伊福部八寻线和仓永梢线。