Главен герой е едно момченце, достатъчно голямо за да се съмнява в съществуването на Дядо Коледа, но и достатъчно малко, за да бъде убедено в противното. От кого? От самия Дядо Коледа и неговите джуджета с помощта на мно-ого специален влак. Понеже скептицизмът сред децата е взел епидемични размери, нарочен Полярен експрес върви по маршрут, определян от местоживеенето на всякакви малки неверници. Той спира посреднощ пред вратите на техните къщи и сопнатият му кондуктор приканва поредния пасажер да заеме своето място. Крайна спирка на вълшебния експрес - Северният полюс. Време на пристигане - пет минути преди Коледа, когато белобрадият старец вдига шейната с елените в небето и понася хилядите подаръци към техните бъдещи притежатели. Полярен експрес разказва историята на нашето момченце, което след известно колебание все пак решава да се качи на загадъчния влак и преживява безброй приключения на път за владенията на Дядо Коледа. Филмът е направен по специална технология, чрез която с множество датчици, поставени по тялото на истински актьори, се записват техните движения. След това компютърът може да създаде триизмерно изображение на живия човек, което вече се манипулира неограничено според желанието на аниматорите. Благодарение на тази технология, Том Ханкс се е развихрил в цели шест персонажа: малкото невярващо в Коледа момченце, кондукторът на влака, самия Дядо Коледа, бащата на момченцето, призрака, един от странните машинисти на експреса.