Lilo er en ensom liten jente fra Hawaii, som adopterer en liten hund med et særdeles merkelig utseende som hun gir navnet Stitch. Stitch ville vært det perfekte kjæledyr, hadde det ikke vært for at han egentlig er et gentisk eksperiment som har rømt fra en fremmed planet og på sin flukt krasjet på jorden. Men Lilo er kjærlig, trofast og med en urokkelig tro på "ohana" (det hawaiiske familiebegrepet), og finner dermed veien til Stitchs hjerte og gir ham det han aldri var ment å ha - en familie og evnen til å bry seg om andre.