大雄因为相信云上有天国,便去图书馆寻找资料,但发现全是神话故事。他决定离家出走寻找天国,这让哆啦A梦非常担心。为了不让大雄继续冒险,哆啦A梦和大雄一起在云上建造了一个理想中的国家,并在朋友们的帮助下完成了这个王国。然而,某天他们因气流影响撞到高山,发现了一个男孩塔卡洛在一只有耳的巨型乌龟(后来得知是绝迹的雕齿兽)的背上。他们意外发现了一个真实的天上世界,那里有天上人居住,并保护了许多已经绝种的动物。天上人担心地上世界的人类继续污染环境,地球会灭亡,因此计划实施“诺亚计划”——将地上世界的动植物和人类全部转移到天上世界避难,并用洪水毁灭地上文明。大雄和朋友们意识到这个计划的危险性,决定阻止它,同时也在云上王国的经历中学会了保护环境的重要性。