在不斷變化的地球環境中，生物們陸續達到進化。不過進化的結果，卻讓牠們成為有點缺陷的生物……。這回，殘念生物們躍上大銀幕，將以擁有豐沛自然風景、棲息許多生物的澳大利亞、南極與日本長野縣為舞台，描繪一隻被寵壞的無尾熊，踏上尋找屬於自己的尤加利樹之旅，並在途中認識陪伴牠成長的夥伴。三隻不同品種的企鵝好友們齊聚，試圖幫助迷路的皇帝企鵝找到回家的路。一隻自認為最強的日本兔，偷偷跑出去卻意外迷路，當牠在森林徘徊找尋回家之路時，竟遇見自己從未看過的生物。
澳大利亞篇「勒羅伊的家園樹」，以該地區指標性的「無尾熊」為主角。雖然無尾熊是眾人皆知的動物，但大眾對牠的成長過程卻少有概念。溫和緩慢的無尾熊，必須經歷的成長階段是難以想像的艱辛；在離開媽媽之後，便要開始尋找屬於自己的「家園樹」，但並非只要是尤加利樹就好，樹葉的味道也得符合自己胃口才行，而且途中還要小心其他物種的攻擊，甚至在現今環境下，往來的車輛更為牠們的存活帶來極大威脅。本篇便以沒自信的無尾熊「勒羅伊」為主角，用冒險故事的角度，帶領觀眾認識無尾熊的成長歷程，和澳大利亞動物們的生物魅力，是篇笑淚交織的溫暖小故事。
而在阿德利企鵝將迷路的皇帝企鵝帶回家人身邊的南極篇「企鵝之旅」當中，導演內山勇士說道：「當收到要製作一個比動畫還要更長的故事時，我其實很難決定要做什麼樣的故事。當我在做研究時，聽說了皇帝企鵝有時會迷路的小插曲，靈感便浮現了！」此外，導演也從棲息多種企鵝的夏科港獲得靈感，因此在故事中還可以看見巴布亞企鵝、南極企鵝等企鵝種類，拓展一般民眾對企鵝的認識，同時讓企鵝們如人類般討論著自助餐飲食、追求異性與社群媒體的使用，滿是吐槽又幽默的對話，生動地引人發噱。
在日本篇「
邂逅之森」當中，日本兔「兔雄」在森林中，與各式各樣的生物們相遇，途中遇見了月紋熊、白鼬、日本狗獾、貉狸等生物，讓牠在這趟找尋回家之路的過程中驚喜連連。之所以選用日本兔為主角，編劇細川徹保證：「雖然大家可能對日本兔還算熟悉，不過牠們還是有很多『歹勢』的地方，所以在『殘念』這一塊，可是沒有被比下去的！」此外，為了將日本獨特的四季更迭，細膩呈現在畫面當中，製作團隊多次走訪故事舞台「長野縣安曇野市」取景，充分讓畫面表現出日本自然的豐富性，同時也隨著季節變化融入「相遇與別離」場面，讓導演強烈推薦觀眾一定要好好欣賞。《
電影版殘念生物事典》一反過往對生物正面、積極的形象描繪，選擇用「可惜」、「遺憾」的略顯失望角度，進而呈現生物們的構造、習性與生活環境，不僅讓知識的流動變得有趣，更能加深大眾對動物的親近感。擔任監修的今泉忠明也表示：「有些殘念生物，會讓你無意間發出笑聲。不進化也沒關係，有點怪異也沒關係，每個生物都正努力地活著。希望能把這樣充滿活力的生物模樣傳遞給孩子、父母與每一個人，敬請期待電影版的上映！」
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