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  主角是78歲的年長人士卡爾·費迪遜(Carl Fredricksen),當卡爾還是一個孩子,遇見有著同樣夢想的女孩艾莉(Ellie),他們一同在中西部城鎮里長大,最後結婚了。艾莉總是夢想著到南美洲探險,但機會尚未來到卻已病逝。  現在政府官員興建摩天大樓計劃,要求卡爾搬離住處,最終卡爾決定實現艾莉的承諾,帶著屋子離開前往南美。當中意外地一位八歲亞裔童子軍小羅(Russell),為了收集最後一個幫助老人的徽章,誤打誤撞搭上這座飛屋,於是兩個素不相識的一老一少,將會面臨險惡的地形,難以預測的危機,展開一場荒野的叢林冒險之路。  途中沒多久即遇到暴風雨慌亂之餘,卡爾再度醒來發現已抵達南美洲仙境瀑布附近。兩人於是徒步前往對岸山谷,遇見喜愛吃巧克力稀有彩色巨鳥凱文(Kevin),以及會說人話的狗小逗(Dug),一同踏上旅程。隨後,發現凱文是狗群所獵捕的目標,並且指使狗的主人正是卡爾小時候崇仰的冒險家查理斯·蒙茲(Charles Muntz)。查理斯為向世人證明巨鳥的存在,已在此進行追捕多年,曾經阻礙他的各種冒險者們都被陷害於他的手上,察覺卡爾隱瞞巨鳥的實情,而對他們展開攻擊。藉由小逗幫助,才得以從眾狗追擊下逃脫。  卡爾想盡快抵達「仙境瀑布」,完成艾莉的心願,但凱文因救大家腳被咬傷,小羅覺得應該先帶凱文回她孩子身邊,卡爾猶豫下終究妥協先帶凱文。小逗身上的追蹤器,讓查理斯很快地找到他們,且放火燒掉卡爾的房子,卡爾情急之下選擇滅火,導致凱文被查理斯捉走。心愛的房子被燒,卡爾不顧與小羅的承諾救出凱文,執著前往仙境瀑布。抵達後,卡爾靜下來翻閱艾莉的冒險日記,才明瞭艾莉與他已走過一生的冒險,是時候開始他另一個新的旅程。  卡爾醒悟後決定與小羅救出凱文,小羅卻因卡爾不守誓言綁著氣球獨自前往。為讓沉重的房子再度飄起,卡爾將屋內的所有傢俱拋下,放下一切,追逐查理斯的飛行船。隨後,卡爾和小羅以及小逗分別地闖入飛行船,成功救出凱文,而查理斯在打鬥中從高空摔落墜入海中,卡爾的房屋也在此失去。最後順利將凱文送回,兩人與小逗搭著飛行船回家。在徽章頒獎典禮上,卡爾親自為小羅別上艾莉的專屬徽章,兩人也同住在一起。而卡爾與艾莉的飛屋幸運地停留在仙境瀑布上,完成艾莉的心願。

  

  導演皮特·多克特說明構想,電影情節走向主角處於不安於世的生長環境下,長大後逃脫現實生活,轉往刺激奇幻冒險之旅。導演和編導鮑伯·彼得森同樣認為老人作為主角是個好想法,他們覺得老人的經驗與經歷,會用一種幽默的智慧反映出對世界的觀點。導演並不擔憂以老人作為主角,更描述孩童與卡爾之間的爺孫關係。兩位導演都同意用飛屋,來帶出奇幻逃脫現實的概念。 導演畫下性情乖戾的老人,帶著微笑的汽球,來激發出該如何使房屋飛起。 電影於2004年開始編寫,演員兼編劇托馬斯·麥卡錫也幫忙導演多克特和彼得森三個月,小羅角色是在最後所有角色加入後再編寫的。  導演多克特提到電影投射出他與迪士尼元老們的友誼關係,弗蘭克·托馬斯、奧利·約翰斯頓和喬·格蘭特,格蘭特曾在2005年逝世前給予本片劇本批准和修改建議。導演回憶起格蘭特提醒他,觀眾需要有著「深厚情感」基礎後,能更進入所面臨的奇特冒險,藉此導演將卡爾為緬懷妻子而展開一連串的故事。導演認為格蘭特個人對卡爾已故妻子艾莉的情感,超過主角卡爾爺爺本身。卡爾爺爺設計原型是結合史賓塞·屈賽和沃爾特·馬修兩位老演員,取自於他們「古怪個性中帶些可愛」的特質。卡爾與男孩小羅的關係反映出「他尚未準備好迎接這小孩所帶來炫風般的衝擊,如同觀眾一樣。」 導演增加「年紀成長」母題與「未完成的愛情故事」,在卡爾的行為中仍在想著他離開的老婆,靈感來自《北非諜影》與《聖誕頌歌》,兩部當中所提主角逝去某物而期望著「復活再生(resurrection)」故事,也為冒險旅程新增一些目的。  導演多克特與製片指出創作靈感,部分來自宮崎駿的動畫、《大青蛙布偶秀》、《小飛象》和《小飛俠》,同時大量參考了《綠野仙蹤》,甚至試圖讓《天外奇蹟》劇情不那麼相似。 片中有一場景畫面,卡爾爺爺和小羅拖著飄浮的飛屋穿越叢林,與維爾納·赫爾佐克的《陸上行舟》相似,導演看過此片,再結合1986年的電影《教會》("The Mission")作進一步的靈感。導演有意讓邁克爾·賈基諾擔任電影作曲,先前製作過《超人特攻隊》與《料理鼠王》的配樂師,向電影《教會》的義大利作曲家恩尼奧·莫里科內致敬。

  原先設計卡爾爺爺飄至荒島,隨後導演覺得過於陳腔濫調,而在觀看特普伊(tepui)山的景觀影片後,決定至委內瑞拉取景。其中,片中的“仙境瀑布”取材於委內瑞拉東南部、卡尼羅河支流卡倫河的源流邱倫河上的安赫爾瀑布,片中的平頂山則取材於羅賴馬山。  2004年導演帶著11位皮克斯工作者,前去實景場勘,花費三天時間繪圖草稿。  至巴西鄉野調查,觀察當地植物與岩層紋理。角色設計也充滿挑戰性,配合超現實的叢林環境,同時又得呈現真實感。  皮克斯在角色造型設計上想要追求一種風格感,特別像是卡爾爺爺身體比例設計,讓風格化的角色仍擁有自然感。而成效結果比在《玩具總動員》裡真實感的人類更好,減少觀看時所造成的「恐怖谷」(uncanny valley)效應。 美國漫畫家阿爾·赫希菲爾德、漢克·凱查姆和喬治·布思影響電影的角色設計。模擬出一萬個氣球漂浮,與寫實的白雲和卡通化的人類做結合並不容易。新的計算程式更模擬出,大鳥角色凱文(Kevin)身體閃亮的羽毛反射天空的雲朵。 為揣摩老人姿體動作,皮克斯工作者觀察自己的父母與爺爺奶奶,還觀看老人奧林匹亞運動會(Senior Olympics)。

  北美方面,本片最終票房為2.93億美元。全球票房為7.35億美元。  臺灣方面,最終全臺票房為新臺幣1.63億元,位居2009年全臺票房第五名。

  《天外奇蹟》整體得到相當良好的評價。截至2009年8月1日,知名評論網站爛番茄裡,基於195篇評論,高達97%的影評給予正面的評價,10分平均得到8.6分。專業影評網站Metacritic當中,平均100分獲得88分的高分評價。美國影評人權威羅傑·艾伯特將本片榮獲四顆星傑出滿分。中國大陸知名影評社群時光網中也給出了這樣的評價:“一部讓人類重新審視自己的電影”。

  在美國放映期間除了獲得廣泛好評外,其中一起小事也引來了媒體的興趣。6月時,一名居住於加利福尼亞州亨廷頓比奇的10歲女孩患上末期血管癌,而其死前的願望就是能「活到看完這套動畫」。但由於其病情急劇惡化,因此無法離家到電影院觀賞。其中一名親戚的朋友聯絡上皮克斯並希望能安排一次私密放映。皮克斯接受了有關邀請,派出了員工飛抵這女孩的家,並帶來了尚未推出的本片的DVD及一些人物造型玩具。當時由於癌症所帶來的痛楚,女孩連睜開雙眼也覺無力,只能由其母親代為口述故事情節直至完場。小女孩約於放映會7小時後離開人世。  美國釘子戶伊迪絲·梅斯菲爾德的房子也被迪士尼作為該片的宣傳賣點。

  電影中一位小女孩的家中曾出現《玩具總動員3》的熊抱哥玩具,這是在為皮克斯的下一部電影《玩具總動員3》做提前宣傳。  電影中的小逗的登場是為了向迪士尼角色布魯托致敬,其中小逗還擺出跟與布魯托相同的指引姿勢。  劇中的反派查理斯·蒙茲(Charles Muntz),名稱參考自過去讓華特迪士尼失去幸運兔奧斯華的環球影業經理查理斯·明茲(Charles Mintz)。
是2009年皮克斯動畫工作室第十部動畫電影,首部以迪士尼數字3D形式上映的電影。由《怪獸公司》導演皮特·多克特負責執導,愛德華·阿斯納、克里斯托弗·普盧默和約翰·拉岑貝格爾配音演出。