T.S. Spivet是个12岁的奇才，酷爱制图学和科学图解。有一天，史密森尼博物馆打电话给他说：享有盛誉的贝尔德奖授予了他，他也被邀请去做次演讲。不为人知的是，他决定乘运货的火车穿越美国去华盛顿。但那儿没有一个人料想到他只是个小孩儿。带着一个望远镜，4个圆规，和他曾曾祖母留给他的回忆，T.S.开始了他神秘的旅程，这旅程最终将让他明白这个世界是怎么运作的各种笔记、地图和图纸掺杂在幽默而又无法抵抗的具有想象力的故事叙述之中

19世纪的英国，阶级隔阂还十分分明。这天，英国上层出身的露西（海伦娜·邦汉·卡特 Helena Bonham Carter 饰）和表姐夏洛特一起佛罗伦撒度假，不巧，露西住的酒店的房间看不到风景。同时来住店的英国父子两乔治（朱利安·桑兹 Julian Sands 饰）和他父亲见状，热心的父亲要和露西换一间房，因为他的房里能看到风景。露西开始不同意，在好心的店主的劝说下最终她同意了。乔治和露西很快堕入了爱河，然而下等阶层出身的乔治身上有着很多露西看不惯的“陋习”，夏洛特也不甚喜欢乔治，双方在交往中闹了不少“笑话”。一次，乔治“越轨”吻了露西一下，露西认为乔治太过“不合礼仪”，于是独自回了英国。乔治很快也回了国，然而，这时露西已经订了婚。