当孩子的想象力遇上人工智能，会碰撞出什么神奇火花？一个夜晚，因一整天的不顺利而伤心沮丧的大头儿子，无意间触发了小头爸爸正在编写的智能程序，意外地被带入了一个神秘的虚拟世界，那里边竟然住着一个“完美爸爸”！俩人一起穿越云朵、创建城市、住进太空舱，一起畅游糖果海、神奇乐园，大头儿子的所有心愿都被“完美爸爸”一一满足。然而，“完美”的表面背后，实则暗藏危机……

拥有航天梦想的大头儿子，通过一次偶然的机会与一位特别的“外星朋友”相识。大头儿子与棉花糖妹妹组队参与小小航天员计划，共同挑战四个关卡的航天任务，他们能否在比赛中获胜？“外星朋友”在关键时刻究竟是如何让落后的大头儿子队伍重拾信心？担任领航员的小头爸爸又将如何鼓励大头儿子与朋友们共同完成艰巨任务？而始终未被公开的“外星朋友”，到底来自何方？

第三季由尼格买提和撒贝宁带领不同领域的社会精英与明星嘉宾以及央视主持人们，去到三处目的地：贵州、海南、北京。以“小草”、“房子改造”、“种珊瑚”、“一场心愿音乐会”等事件为载体展开内容。