Karl og David er på ferie med deres fari et privat fly, da de kommer ind i et voldsomt uvejr, der får flyet til at styrte ned ved Dinotopias kyst. I denne eventyrlige verden, har mennesker og disosaurer levet side om side i årvis. De to foskellige racer har skabt en hverdag i gensidig harmoni. De to brødre er målløse over disse menneskekærlige skabninger, men bliver næsten ligså betaget af den smukke Marion, som byder dem velkommen til øern og byder dem rundt. Men der lurer også man farer på øern. En kødædende dinosaur race er en konstant trussel over for de øvrige beboere. Samtidig er øens livgivende energikilde, de magiske "solsten" ved at forsvinde.