在纽约的中央公园动物园里，狮子亚历克斯、斑马马蒂、长颈鹿麦尔曼和河马格洛丽过着无忧无虑的生活。然而，一群企鹅的到来让马蒂萌生了逃离动物园、寻找故乡的念头。他悄悄离开动物园，亚历克斯、麦尔曼和格洛丽为了找回他，也踏上了冒险之旅。四人意外被运送到马达加斯加，面对陌生的环境和野生动物，他们必须学会适应并寻找回家的路。与此同时，企鹅四人组回到了纽约，凭借各自的技能在城市中展开了一系列惊险刺激的冒险。狐猴国王朱利安和他的随从们也来到了美国，与动物和人类之间发生了一系列有趣的故事。影片以轻松幽默的方式展现了动物们在原始与现代文明之间的碰撞与成长。