Elemental membuka kisahnya dengan memperkenalkan keluarga elemen api yang hangat sekaligus keras kepala, diperankan oleh Leah Lewis sebagai Ember Lumen, Mamoudou Athie sebagai Wade Ripple, Ronnie Del Carmen sebagai Bernie Lumen, Shila Ommi sebagai Cinder Lumen, Wendi McLendon Covey sebagai Gale Cumulus, dan Catherine O'Hara sebagai Brook Ripple. Film animasi ini membawa kita ke Element City, kota besar tempat berbagai elemen hidup berdampingan, namun tidak selalu setara. Bernie dan Cinder Lumen meninggalkan Fire Land untuk mencari kehidupan yang lebih baik, tetapi harus menghadapi diskriminasi dari elemen klasik lain sejak pertama kali menginjakkan kaki di kota tersebut.

Setelah kelahiran Ember, Bernie dan Cinder mempertahankan tradisi api mereka lewat Blue Flame dan membuka toko serba ada bernama Fireplace. Bertahun- tahun berlalu, Ember tumbuh sebagai anak yang penuh semangat namun sulit mengendalikan emosinya. Bernie berencana pensiun dan mewariskan toko pada Ember, asalkan putrinya itu mampu mengontrol amarahnya. Kesempatan datang ketika Ember diberi kepercayaan menjaga toko sendirian, tetapi tekanan pelanggan membuat emosinya meledak dan tanpa sengaja memecahkan pipa air di basement.

Insiden tersebut memanggil Wade Ripple, elemen air yang bekerja sebagai inspektur kota. Meski Ember berusaha menghentikannya, Wade tetap melaporkan pelanggaran itu pada atasannya, Gale Cumulus. Ancaman penutupan toko pun muncul, sementara Ember memilih menyimpan rahasia bahwa dirinyalah penyebab kebocoran. Demi menyelamatkan Fireplace, Wade mengajak Ember menemui Gale dan menawarkan solusi untuk melacak sumber kebocoran kota yang ternyata berhubungan dengan sistem kanal besar.

Perjalanan menelusuri kanal membuat Ember dan Wade semakin dekat. Mereka menemukan lubang di bendungan yang menyebabkan air kapal membanjiri sistem pipa kota. Setelah upaya awal gagal, Ember mencairkan pasir menjadi kaca untuk menutup lubang dengan lebih kuat. Kedekatan mereka berkembang menjadi perasaan yang lebih dalam, bahkan Wade dengan jujur mengungkapkan perasaannya pada Ember. Di sisi lain, Ember mulai mempertanyakan masa depannya dan menyadari bahwa meneruskan toko keluarga bukan lagi impian yang ia inginkan.