На гавайском острове Кауаи живёт девочка Лило Пелекаи вместе со своей старшей сестрой Нани. После гибели родителей Нани заботится о младшей сестре и старается сохранить их небольшую семью. Рядом с ними теперь находится и необычный питомец Лило по имени Стич, которого посторонние принимают за странную собаку. На самом деле Стич является инопланетным генетическим экспериментом под номером 626. Его создал учёный Джамба Джукиба, наделив невероятной силой, выносливостью и способностью быстро обучаться. Изначально Стич был создан для разрушения, но знакомство с Лило полностью изменило его жизнь. Лило объясняет Стичу значение слова «охана», согласно которому семья никого не бросает и не забывает. Постепенно эксперимент 626 учится заботиться о других и становится настоящим членом семьи Пелекаи. Вместе с ними на Земле остаются Джамба и бывший агент Галактической Федерации Пликли. Теперь они живут под одной крышей с Лило и Нани, пытаясь не привлекать лишнего внимания окружающих. Вскоре выясняется, что Стич был далеко не единственным созданием Джамбы. Учёный разработал ещё сотни генетических экспериментов, каждый из которых обладает собственной необычной способностью. Их капсулы случайно оказываются разбросаны по всему острову. В неактивном состоянии эксперименты выглядят как небольшие шарики, но достаточно капсуле соприкоснуться с водой, как находящееся внутри существо пробуждается. Некоторые эксперименты способны управлять электричеством, другие изменяют сознание, создают разрушительные звуковые волны или обладают совершенно неожиданными возможностями. Лило и Стич решают разыскать всех потерянных существ. Но просто поймать очередной эксперимент недостаточно. Лило хочет понять, для чего его способности могут пригодиться, и найти каждому место, где он сможет приносить пользу вместо разрушений. Помешать друзьям пытается бывший капитан Ганту. Он тоже охотится за экспериментами и собирается передать их доктору Хомяксвилю, который намерен использовать создания Джамбы в собственных целях. Так поиски превращаются в постоянное соревнование. Лило, Стич, Джамба и Пликли разыскивают новых экспериментов по всему Кауаи, стараясь добраться до них раньше Ганту. А Стич постепенно обнаруживает, что найденные существа для него не просто другие эксперименты, а большая семья.
