I 'Space Chimps' er chimpansen Ham III barnebarn af den allerførste chimpanse i rummet. Fjolledehovedet og drillepinden Ham er ikke interesseret i at videreføre familiens traditioner som astronaut og vil hellere lave narrestreger i vægtløs tilstand, men da en værdifuld NASA-rumstation på mystisk vis forsvinder ind i et ormehul, bliver han dog hyret som frontfigur til en farefuld mission i rummet. Med sig har han to astronautchimpanser: den frygtløse løjtnant Luna og selvglade kaptajn Titan, og de tre chimpanser må lære at samarbejde og kæmpe alt, hvad de kan, da de møder den onde diktator Zartog på planeten Malgor.