Sym-Bionic Titan verfolgt das Leben von Ilana, Lance und Octus, drei außerirdischen Teenagern, die auf der Erde notlanden, während sie versuchen, einem bösen General zu entkommen, der ihren Heimatplaneten Galaluna übernommen hat. Ilana, die Prinzessin von Galaluna, Lance, ein rebellischer, aber fähiger Soldat, und Octus, ein bio-cybernetischer Roboter, müssen sich nun in das alltägliche Leben in Sherman, Illinois, einfügen. Als Schüler der High School getarnt, arbeiten Lance und Octus daran, Prinzessin Ilana vor General Modula und seinen abscheulichen Weltraummutanten zu verbergen, die geschickt wurden, um den einzigen königlichen Erben von Galaluna zu schädigen. Dieses bunte Trio bemüht sich ernsthaft, das Leben an der High School zu meistern, während sie gleichzeitig den Planeten und sich selbst vor einer Welle intergalaktischer Angriffe retten. Wenn sie zum Kampf gerufen werden, aktiviert Octus das sym-biontische Verteidigungsprogramm und Ilana, Lance und Octus vereinen sich, um den spektakulären Cyber-Riesen Sym-Bionic Titan zu bilden.