小小少年T.S. 斯派維（凱爾·凱特萊特 Kyle Catlett 飾）生于蒙大拿州一個偏遠(yuǎn)牧場他有一顆聰明絕頂?shù)拇竽X酷愛制圖學(xué)和科學(xué)圖解年僅十歲就發(fā)明了永動機(jī)他的父親（考樂姆·吉斯·雷尼 Callum Keith Rennie 飾）是個狂熱的牛仔迷搜集關(guān)于西部牛仔的一切；母親（海倫娜·伯翰·卡特 Helena Bonham Carter 飾）是一位生物學(xué)博士潛心投入到昆蟲研究中；而姐姐則是一個最普通不過的正常人她常常為生在這個一屋子怪人的家里而煩惱T.S.原本還有一個異卵雙胞胎弟弟雷頓去年死于一場意外 　　這天T.S.接到一個來自史密森學(xué)院的電話告知他被授予了世界科學(xué)大獎貝爾德獎并邀請他到華盛頓演講于是十歲的科學(xué)奇才T.S.斯派維偷偷爬上了貨運火車獨自踏上了穿越美國的奇異旅行