百变校巴带着小朋友们再次启程，展开一段充满惊喜的火星游学之旅。他们探访了火星上多座独特的人造天穹，亲身体验人类如何利用火星环境进行创造性开发。在天空天穹，孩子们感受了作为地火物资中转站的繁忙景象；走进未来的“火星之肺”生机天穹，他们参与拯救小蓝藻、重建生态系统的特别任务；还深入海洋天穹，探访海底世界中各种奇妙的仿生海洋生物。旅途中，调皮的灰灰哥哥总是不经意间引发各种危机，而百变校巴16火星大冒险里最可靠的伙伴——百变校巴，总能变身成多种形态迎难而上，化险为夷。