Kiedy genialny 12-letni T.S. Spivet otrzymuje telefon z Instytutu Smithsona zawiadamiający go, że wygrał prestiżową nagrodę, jego zwyczajne życie - o ile tworzenie map rozmów prowadzonych podczas obiadów można uznać za przejaw zwyczajnego życia - ustępuje wielkiej przygodzie: T.S. rozpoczyna podróż z rodzinnego rancza do sławnego instytutu w Waszyngtonie.

Wyrusza sam, a podczas wędrówki pociągiem towarowym T.S. dokumentuje swoje wyczyny za pomocą map, wykresów i ilustracji. Zabrana w podróż opowieść matki o przodkach T.S.-a umożliwia mu dogłębne spojrzenie na rodzinę, którą opuścił, i na rolę, jaką sam w niej odgrywa. Czytając tę historię, dostrzega, jak niewyraźna jest granica pomiędzy prawdą i fikcją oraz zdaje sobie sprawę, że pomimo cechującej go analitycznej dokładności musi uznać otaczający świat za zagadkę.