Laputa, un castello galleggiante nel cielo, è stato creato da una misteriosa razza di persone che da tempo è scomparsa dal pianeta. Un gruppo di spietati pirati sospetta che contenga tesori e ricchezze al di là di ogni immaginazione. Il governo vuole scoprire se possiede il potere di governare il mondo. Entrambi inseguono una ragazza di nome Sheeta nella ricerca di questa città nascosta, perché solo gli incantesimi segreti tramandati a Sheeta da sua nonna possono svelare il puzzle.
Il film ha vinto l'Animage Anime Grand Prix nel 1986. Il film ricevette recensioni positive e incassò oltre 16 milioni di dollari al botteghino. Al 2021 ha incassato un totale di circa 157 milioni di dollari in vendite al botteghino, home video e colonne sonore. Nei sondaggi giapponesi che chiedevano quali fossero le migliori animazioni, è stato votato come secondo miglior film d'animazione al Japan Media Arts Festival del 2006 e ha ottenuto il primo posto in un sondaggio Oricon del 2008. Castle in the Sky ha avuto una forte influenza sulla cultura popolare giapponese e ha ispirato numerosi film, media e giochi, sia in Giappone che a livello internazionale. È stato citato come un classico influente dei generi steampunk e dieselpunk.
Un dirigibile che trasporta Sheeta - un'orfana rapita dall'agente governativo Muska - viene attaccato dal Capitano Dola e dai suoi figli pirati dell'aria, alla ricerca del ciondolo di cristallo blu di Sheeta. Nel tentativo di fuggire, Sheeta cade dal dirigibile ma, grazie all'amuleto, galleggia sulla terra, priva di sensi. Un ragazzo orfano di nome Pazu la cattura e la porta a casa sua, in una città mineraria. Pazu le mostra una foto di una leggendaria città galleggiante, Laputa, scattata da suo padre. Quando i pirati di Dola e gli uomini di Muska li inseguono, Pazu e Sheeta, aiutati dall'amuleto, cadono in una miniera abbandonata, dove la ragazza racconta di essere stata rapita dalla sua casa di montagna a causa della sua collana. L'anziano minatore Zio Pom mostra loro i depositi incandescenti di Aetherium che li circondano.
Uscendo dalla miniera, Sheeta dice a Pazu il suo nome completo - Lucita Toel Ul Laputa - rivelando di essere una discendente della famiglia reale Laputan. Muska li cattura e li porta nella sua fortezza dove i bambini sono imprigionati in diverse stanze. Muska mostra a Sheeta un robot Laputan rotto; conoscendo il suo nome, intende farle rivelare la posizione di Laputa. Muska minaccia Pazu; per la sua sicurezza, Sheeta gli ordina di andarsene. Uno sconfortato Pazu torna a casa, dove lo attendono Dola e i suoi figli. Per salvare Sheeta, Pazu si unisce a loro.
Sheeta recita un incantesimo che le ha insegnato la nonna, attivando involontariamente l'amuleto e il robot, che crea scompiglio finché non viene distrutto dall'enorme dirigibile militare Goliath. Pazu salva Sheeta, ma Muska ottiene l'amuleto. Pazu, Sheeta e i pirati tornano al loro dirigibile e inseguono il Goliath, che naviga grazie all'amuleto di Sheeta. Durante il tragitto, Dola spiega a Pazu e Sheeta come trasformare la vedetta in un aquilone per avere un punto di osservazione più alto. Pazu scorge un turbine di nuvole in un uragano in avvicinamento. Riconoscendo le nuvole dai racconti di suo padre, dice a Dola che hanno trovato Laputa e insiste affinché si dirigano verso l'occhio del ciclone. Tuttavia, il Goliath appare, danneggia la nave pirata e stacca l'aquilone della vedetta, mandando Pazu e Sheeta tra le nuvole.
Sheeta e Pazu raggiungono Laputa, dove trovano piante e animali che prosperano tra le rovine del castello, che circondano un enorme albero. Tuttavia, l'esercito saccheggia la città e fa prigionieri i pirati. Muska cattura Sheeta mentre Pazu libera i pirati. Muska porta Sheeta al centro di Laputa, un vasto deposito di conoscenze scientifiche dove un immenso cristallo alimenta la città. Muska rivela il suo vero nome, "Romuska Palo Ul Laputa", un altro membro della linea reale che ha lasciato Laputa secoli fa. Utilizzando il cristallo di Sheeta per accedere alla tecnologia lapputana, scatena l'arma segreta di distruzione di massa di Laputa e un esercito di robot dormiente, distrugge il Goliath e il suo equipaggio e dichiara il suo piano di conquista del mondo. Inorridita, Sheeta ruba l'amuleto e fugge. Dà l'amuleto a Pazu attraverso una fessura nel muro ma viene messa alle strette da un Muska che la insegue nella fatiscente sala del trono di Laputa.
Sheeta rimprovera Muska, rivelando anche che il popolo di Laputa se n'è andato perché ha capito che l'uomo è destinato a vivere sulla terra. Imperterrito, Muska minaccia di ucciderla se non gli darà l'amuleto. Pazu arriva e chiede di parlare con lei e Muska concede loro un minuto. Sheeta e Pazu recitano un Incantesimo di Distruzione collegato al cristallo, facendo crollare il centro di Laputa e accecando Muska, che muore fuori dallo schermo, mentre i bambini sono protetti dalle radici degli alberi. Le restanti rovine di Laputa salgono fino a scomparire dalla vista, sostenute dal cristallo. Pazu e Sheeta prendono l'aquilone per incontrarsi con i pirati prima che i due gruppi si separino.
Durante i titoli di coda, Laputa viene mostrato mentre fluttua in orbita stazionaria sopra la Terra.