Coraline Jones es una niña curiosa e inteligente que se acaba de mudar con sus padres a una vieja casa dividida en departamentos. Sus padres están siempre demasiado ocupados trabajando frente a la computadora como para prestarle atención, y sus vecinos son bastante excéntricos.
Aburrida, Coraline se dedica a explorar la casa y descubre una puerta misteriosa que da a una pared de ladrillos. Sin embargo, una noche la puerta se abre y revela un pasadizo hacia un mundo alternativo. Allí encuentra una casa idéntica a la suya, pero mucho más colorida, con comida deliciosa, juguetes mágicos y, sobre todo, a su "Otra Madre" y su "Otro Padre". Son atentos, cariñosos y juegan con ella. Solo hay un perturbador detalle: en lugar de ojos, tienen botones negros cosidos.
Pronto, la Otra Madre le ofrece quedarse en ese mundo perfecto para siempre, con una sola condición: dejarse coser botones en los ojos. Cuando Coraline se niega y decide regresar, descubre que su verdadera vida corre peligro y que debe armarse de valor para salvar a su verdadera familia.