灰太狼受神秘人袭击后被抓走，小羊们根据蛛丝马迹将他寻回，却发现灰太狼眼神变得空洞呆滞，疑似大脑受到损伤。为解救同伴，喜羊羊带着伙伴们借助灰太狼发明的“脑波机”进入到灰太狼的大脑世界，他们在脑海里一个个光怪陆离的区域中历险…

《喜羊羊与灰太狼之奇幻天空岛》是《喜羊羊与灰太狼》系列的第18部作品。是喜羊羊冒险系列《嘻哈闯世界》的第三部作品。