《魔幻鐵路歷險記》由最受孩子們歡迎的電視連續劇《火車頭托馬斯和他的朋友們》改編而成。該片秉承了原片無與倫比的魔法魅力，而且首次采用寬熒幕的形式向觀眾展示這種\"半真人演繹半動畫制作\"的新派電影。11歲的Lily（由MaraWilson扮演）坐火車去她爺爺家玩。她爺爺（由PeterFonda扮演）年輕時可是一名快樂的鐵路工程師，但是現在過著孤獨的生活。沒想到Lily坐錯了火車，最后在一個景色優美的小鎮下了車。那個小鎮名為\"美麗時光\"，在那里Lily遇上了一位會使魔法的列車長（由AlecBaldwin扮演），跟著他又上了火車，沿著\"魔幻鐵路\"開始去蘇達島的探險之旅。要知道蘇達島可是一個玩具王國，可愛的Thomas（迷你型藍色蒸氣車頭玩具）就住在那,但是現在這個\"世外桃源\"正在受到貪婪和愚昧的侵蝕。于是Lily和Thomas聯手，在小狗Mutt、小男孩Patch等其他許多好朋友們的幫助下，共同懲治壞蛋，最終使故事有了一個圓滿的結尾。