Les aventures farfelues d'un savant, de ses deux enfants et d'une jeune conductrice, à bord d'une voiture volante baptisée «Chitty Chitty Bang Bang».
Caractacus Potts, un inventeur sympathique mais quelque peu excentrique, élève seul ses deux enfants, Jeremy et Jemima. Les chères têtes blondes convoitent une antique voiture de course qui rouille dans un garage. Bien qu'il soit sans le sou, Caractacus l'achète. Tous partent à l'aventure...