T.S. Spivet (Kyle Catlett) mieszka na ranczu w Montanie wraz z matką (Helena Bonham Carter), zafascynowaną morfologią chrząszczy, ojcem - kowbojem (Callum Keith Rennie) i 14-letnią siostrą Gracie (Niamh Wilson), która marzy o zostaniu Miss Ameryki. T.S. jest 10-letnim geniuszem, którego pasją jest kartografia i wynalazki. Pewnego dnia otrzymuje niespodziewany telefon z muzeum Smithsonian z informacją o tym, że został laureatem prestiżowej nagrody Baird za wynalezienie perpetuum mobile. Z tej okazji planowana jest uroczystość na jego cześć, na której on sam ma wygłosić mowę. T.S. wsiada więc potajemnie do pociągu towarowego, by dotrzeć do Waszyngtonu...