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 Amy Poehler 配音）、忧忧（菲利丝·史密斯 Phyllis Smith 配音）、怒怒（刘易斯·布莱克 Lewis Black 配音）、怕怕（托尼·海尔 Tony Hale 配音）和厌厌（莉萨·拉皮拉 Liza Lapira 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。
在美丽的多多岛上，人们自由自在地生活，这里铁路网络十分发达，人们的出行和货物的运输便靠岛上那群勤劳快乐的小火车来完成。蓝色的火车头托马斯是一个快乐热心肠的小家伙，他和朋友们每天在胖总管的安排下，穿梭行驶于整个多多岛，做着各种各样的工作。在第20季里，悉尼唱起了歌，托比遇见了新朋友，他们之间会发生哪些有趣的故事呢？让我们拭目以待！
