Quand le monde est en péril, il faut faire appel aux agents top secret Carmen (Alexa Vega) et Juni (Datyl Sabara) Cortez. La nouvelle mission de nos jeunes agents les propulse sur une île mystérieuse où ils font la connaissance d'un généticien particulièrement créatif (Steve Buscemi) et des ingénieuses créatures issues de ses expériences. Là ils devront affronter leurs jeunes rivaux, les agents Gary (Matt O'Leary) et Gerti (Emily Osment) Giggles, instigateurs d'un piège qui obligera nos héros à faire appel au reste de la famille Cortez : les supers agents Papa et Maman ainsi que les grand-parents espions (Ricardo Montalban et Holland Taylor).