პატემა არის გაბედული ახალგაზრდა გოგონა მიწისქვეშა ცივილიზაციიდან, რომელიც ამაყობს გვირაბების წარმოუდგენელი ქსელით. იდუმალ გაუჩინარებული მეგობრის შთაგონებით, მას ხშირად საყვედურობენ ამ გვირაბებში მუდმივი ექსკურსიების გამო მისი სამეფო სტატუსის გამო. მას შემდეგ, რაც ის შედის "აკრძალულ ზონაში", ის შემთხვევით ვარდება გიგანტურ უძირო ორმოში, მას შემდეგ რაც უცნაურმა არსებამ გააოცა.

ზედაპირზე აღმოჩნდება, სამყარო ფაქტიურად თავდაყირა დგას, ის იწყებს ცისკენ ცვენას, რათა გადაარჩინოს ეიჯი, ტოტალიტარული ერის უკმაყოფილო სტუდენტი, რომელიც ცნობილია როგორც აიგა. აიგას ხალხს ასწავლიან, რომ დაიჯერონ, რომ „ინვერტები“, ისევე როგორც პატემა, არიან ცოდვილები, რომლებსაც „ცა ჩაყლაპავს“, მაგრამ ეიჯი წინააღმდეგობა გაუწია ამ პროპაგანდას და გადაწყვიტა დაიცვას თავისი ახალი მეგობარი. შემთხვევითი შეხვედრა ორ ცნობისმოყვარე თინეიჯერს შორის იწვევს ორი უნიკალური სამყაროს შესწავლას, როდესაც ისინი იწყებენ ერთად მუშაობას თავიანთი წარმომავლობის საიდუმლოების გასახსნელად Sakasama no Patema-ში, გულისამაჩუყებელ ფილმში განსხვავებების დაძლევის შესახებ თანაარსებობის მიზნით.