Dans les eaux tropicales de la Grande Barrière de corail, Marin, un poisson-clown veuf et surprotecteur, élève seul son fils unique Nemo, né avec une nageoire atrophiée. Le jour de sa première sortie scolaire, Nemo, désireux de prouver son courage à ses camarades, s'aventure trop près de la surface et se fait capturer par un plongeur. Bouleversé, Marin se lance alors dans une quête effrénée à travers l'océan pour retrouver son fils, aidé en chemin par Dory, un poisson-chirurgien étourdi et attachant souffrant de pertes de mémoire. Ensemble, ils vont devoir affronter mille dangers pour réunir à nouveau leur famille.
Le Monde de Nemo est le cinquième long métrage d'animation des studios Pixar, réalisé par Andrew Stanton avec Lee Unkrich comme coréalisateur. L'idée du film est née de multiples souvenirs personnels d'Andrew Stanton, remontant à son enfance lorsqu'il adorait observer l'aquarium chez son dentiste et imaginait que ces poissons rêvaient de retourner dans l'océan. Fervent passionné de plongée sous-marine, le patron du studio John Lasseter s'est immédiatement montré enthousiaste à l'évocation du projet, demandant même à toute l'équipe d'animation de suivre des cours de plongée pour mieux ressentir et retranscrire l'univers sous-marin à l'écran. Les animateurs ont également suivi un cours intensif de biologie des poissons et d'océanographie afin de garantir un mouvement réaliste et crédible à leurs personnages, tout en s'inspirant des Toy Story pour la dynamique de duo entre un personnage rigide et un personnage plus candide.
Le film a été largement acclamé par la critique dès sa sortie, saluant la splendeur visuelle des décors sous-marins, la qualité du scénario et la alchimie comique entre les personnages de Marin et Dory, cette dernière incarnée avec brio par Ellen DeGeneres. Les observateurs ont notamment salué le choix audacieux de donner à Dory un véritable trouble de la mémoire à court terme, un ressort à la fois comique et touchant du récit. Le public a réservé un accueil triomphal au film, qui est devenu le plus grand succès pour un film d'animation de son époque avec 871 millions de dollars de recettes mondiales, et reste à ce jour le titre DVD le plus vendu de tous les temps. Le Monde de Nemo a remporté l'Oscar du meilleur film d'animation en 2004, devenant le tout premier film Pixar à recevoir cette récompense, en plus de nombreux autres prix dont le Saturn Award du meilleur film d'animation.
Andrew Stanton s'est inspiré de ses propres souvenirs d'enfance, lorsqu'il imaginait que les poissons de l'aquarium de son dentiste rêvaient de retourner dans l'océan, pour construire l'idée originale du film. Toute l'équipe d'animation a suivi des cours de plongée sous-marine à la demande de John Lasseter, patron du studio et lui-même passionné de plongée, afin de mieux ressentir l'univers marin à retranscrire à l'écran. Les animateurs ont dû modéliser plus de 74 000 méduses pour constituer le banc terrifiant traversé par Marin et Dory, dont plus de 1 100 ont été animées individuellement à la main, inspirées des véritables méduses du Monterey Bay Aquarium. Le Monde de Nemo est le tout premier film Pixar à montrer du sang à l'écran, lors d'une scène où Dory saigne du nez, provoquant une réaction en chaîne chez Bruce le requin végétarien.
Le Monde de Nemo explore la surprotection parentale et l'apprentissage nécessaire du lâcher-prise, à travers le parcours d'un père contraint d'affronter ses peurs pour retrouver son fils. Le film aborde aussi le deuil, la résilience face au handicap incarnée par la nageoire atrophiée de Nemo, ainsi que l'amitié inattendue qui peut naître entre des êtres que tout semble opposer.
Le titre Le Monde de Nemo désigne l'univers sous-marin traversé par le jeune poisson-clown Nemo au fil de sa capture et de son séjour dans l'aquarium du dentiste, ce monde parallèle et fascinant que son père Marin doit lui aussi apprendre à affronter pour le retrouver.
La musique du film a été composée par Thomas Newman, dont la partition a été nommée aux Oscars, tandis que la chanson Beyond the Sea, reprise par Robbie Williams de La Mer de Charles Trenet, accompagne le générique de fin du film.
On peut rapprocher Le Monde de Nemo d'autres films Pixar centrés sur un duo de personnages que tout oppose, comme Toy Story, ainsi que de sa propre suite, Le Monde de Dory, sortie en 2016.