Die Höhle der vergessenen Träume heißt eigentlich Chauvet-Höhle und befindet sich im Süden Frankreichs. Sie beherbergt die ältesten vom Menschen produzierten Wandmalereien. Werner Herzog liefert mithilfe der neuesten 3D-Technik Einblicke in diese ansonsten für die Öffentlichkeit nicht zugängliche archäologische Stätte. Dabei beschränkt sich der Film nicht nur darauf, die bemalten Wände in plastischen Bildern zu zeigen. Auch die modernen Wissenschaftler mit ihrer Faszination für den frühen Menschen und dessen Alltag kommen in Die Höhle der vergessenen Träume zu Wort.