Pee-wee a perdu sa bicyclette chérie. Une diseuse de bonne aventure affirme que celle-ci se trouve sous Fort Alamo. Pee-wee part donc à sa recherche.
Film de commande sur le personnage lunaire de Pee-wee Herman, Pee-wee Big Adventure est un road-movie pour enfants dans lequel néanmoins transpire la personnalité de Tim Burton.
Frankenweenie, son court-métrage maudit avait acquis un statut de film culte et c'est donc tout naturellement que la Warner Bros avec l'assentiment de Paul Reubens lui proposa de mettre en scène le long-métrage sur la star de la télé américaine Pee-wee Herman, l'équivalent de Dorothée niveau engouement chez les bambins mais en bien plus décalé et poétique ce qui permet un double niveau de lecture pour les adultes. Dès ce premier long-métrage, Tim Burton se constitue une famille de techniciens hors-pair : Rick Heinrichs pour les effets spéciaux, Billy Webber au montage et l'ex-chanteur du groupe Oingo Bongo Band, Danny Elfman pour la musique. Le scénario du film permet à Tim Burton de mettre en lumière ses influences. Un voyage initiatique dans les symboles américains, notamment ceux du cinéma est, pour l'auteur de Burbank, le prétexte idéal pour se livrer à un inventaire de ses amours cinématographiques. Ainsi une poursuite en vélo au sein des studios de la Warner Bros, lui permet de tourner des courtes séquences de film de genre qu'il adore : les beach-movie, les comédies musicales ou les films de monstres japonais comme la série des Godzilla.
De plus niveau visuel, on sent la patte Tim Burton, son amour pour les couleurs pastels, le rouge et le rose et les séquences animées en 3d avec l'emploi de la technique image par image. Le héros, Pee-wee est typiquement un personnage Burtonnien, lunaire, innocent. Un héros malgré lui qui traverse l'Amérique avec les yeux grands ouverts et qui a dû mal à vivre dans le monde réel et préfère rester en enfance.
Car, en effet, dès son premier film Tim Burton fausse les pistes. On est loin de l'univers aseptisé de Disney et le film a un ton mélancolique, des allures de conte de fée initiatique plus réaliste et inquiétant qu'il n'y parait. Les cauchemars de Pee-wee, l'engloutissement de la bicyclette du héros par un dinosaure dans l'une des scènes les plus poétiques du film, la méchanceté du voisin, la transformation d'une femme en spectre terrifiant sont des séquences improbables pour un film pour enfants et donnent au film un caractère unique.