10 letni T.S Spivet (Kyle Catlett) mieszka na ranczu w Montanie. Wychowuje się w niezwykłej rodzinie. Jego matka jest pasjonatką biologii, ojciec zagorzałym kowbojem, a siostra Grace pragnie zostać Miss America. Spivet także nie jest zwyczajnym dzieckiem. Od najmłodszych lat fascynuje go kartografia, nauki ścisłe i niezwykle maszyny, które sam konstruuje. Pewnego dnia odbiera telefon z Instytutu Smithsonian. Dowiaduje się, że otrzymał prestiżową nagrodę za swoje perpetuum mobile, która zostanie mu wręczona na gali w Waszyngtonie. T.S. Spivet nic nie mówiąc nikomu, pakuje się, wsiada do pociągu towarowego i rusza w najważniejszą podróż swojego życia.