Le redoutable Mr. Freeze sévit à Gotham City, où il a pris la fâcheuse habitude de tout réfrigérer sur son passage. C'est ainsi que Batman et son fougueux partenaire, Robin, doivent intervenir au Muséum d'histoire naturelle, investi par l'odieux personnage et ses sbires, venus dérober un énorme diamant. S'ensuivent une empoignade mouvementée et une course poursuite non moins trépidante dans les rues de la ville. Pendant ce temps, dans son laboratoire, la botaniste Pamela Isley tente de croiser espèces animales et végétales pour produire des plantes-monstres capables de se défendre contre les agressions de l'homme...