十岁的小男孩T.S.斯派维（凯尔·凯特莱特 饰）出生在美国蒙大拿州的一个偏远牧场。他天资聪颖，对制图学和科学图解充满热情，甚至在孩童时期就发明了永动机这一令人震惊的装置。他的父亲是个狂热的牛仔迷，家中布满了与西部牛仔相关的藏品；而母亲（海伦娜·伯翰·卡特饰）则是一名致力于昆虫研究的博士。尽管家里的氛围充满了奇思妙想和科学探索的气息，斯派维的姐姐却因家庭成员们的怪异习惯而常常感到困扰。就在这样一个看似平常的日子里，T.S.接到了来自史密森学会的电话，宣布他获得了世界科学大奖贝尔德奖，并被邀请到华盛顿进行演讲。这个消息如同一记惊雷，打破了斯派维平静的生活。为了实现自己的梦想并证明自己的价值，他瞒着家人，偷偷爬上了货运火车，踏上了前往华盛顿的奇异旅程。在旅途中，T.S.将面对未知的人和事，以及内心深处对于自我认知的不断探索。这趟旅行不仅考验着他的智慧与勇气，还将揭开他家庭背后隐藏的秘密，或许，这场非凡之旅也将成为斯派维生命中最重要的转折点。
