Con số trong tiêu đề "Apollo 10 ½: Thời Thơ Ấu Ở Kỷ Nguyên Vũ Trụ" đề cập đến tuổi của nhân vật chính và người kể chuyện, Stan (do Jack Black lồng tiếng khi trưởng thành). Stan là một học sinh lớp 4 bị lôi kéo vào một nhiệm vụ bí mật hàng đầu của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia. Trong quá trình chuẩn bị cho sứ mệnh lịch sử bay lên mặt trăng của Apollo 11, Stan, một cư dân ở ngoại ô Houston, đã được hai đặc vụ chính phủ tuyển dụng ngay từ sân chơi để trở thành một phi hành gia chuyên nghiệp.
