Действие аниме "Планетарианка: Снежный шар" разворачивается в мрачном будущем, предшествующем великой войне, опустошившей мир. Главная героиня, Юмэми, — робот-планетарий, работающий на крыше универмага Flowercrest. В течение почти десяти лет она дарила людям возможность прикоснуться к звёздам и мечтам, однако однажды её поведение меняется. Юмэми начинает странно себя вести, а затем, не в силах сдержаться, покидает своё место работы и отправляется в одиночное путешествие по опустевшему городу.
Сотрудники планетария в замешательстве, и среди них оказывается Сатоми Курахаси — женщина, которой поручают вернуть Юмэми обратно. Она понимает, что за поведением Юмэми скрывается нечто большее, чем просто сбой в системе. В процессе поисков Сатоми сталкивается с разрушенной реальностью, где когда-то кипела жизнь, и начинает осознавать, как сильно изменилась их мироощущение.
Тем временем, Юмэми, погружаясь в свои воспоминания, начинает терять заряд батареи и вскоре переходит в режим ожидания. Этот переход становится символом утраты надежды и мечты в мире, где человечество само себя разрушило. Сатоми, стремясь вернуть Юмэми, начинает осознавать ценность её существования и ту искру жизни, которую она приносит в этот мрачный мир.
Аниме затрагивает темы одиночества, надежды и стремления к пониманию, создавая трогательную историю о связи между человеком и машиной, которая может изменить восприятие жизни в условиях надвигающейся тьмы.