Главные персонажами произведения являются Алиса Селезнева и ее отец, профессор Селезнев. Алиса хорошо училась в школе. Поэтому отец Алисы за хорошие школьные отметки пообещал взять ее в путешествие для проведения исследований дальнего космоса. Целью данного исследовательского путешествия было побывать на нескольких далеких планетах и изучить инопланетных существ на них. В этой экспедиции Алисе нужно узнать секрет головастов, найти птицу-говоруна и черепаху из алмазов, примерить шапку-невидимку, завести дружбу с летающей коровой и разноцветным индикатором, защитить и освободить планету, удрать от космических пиратов и узнать тайну Третье планеты.
Книга учит быть смелым, предприимчивым, находчивым и смекалистым.