小小少年T.S. 斯派维（凯尔·凯特莱特 Kyle Catlett 饰）生于蒙大拿州一个偏远牧场，他有一颗聪明绝顶的大脑，酷爱制图学和科学图解，年仅十岁就发明了永动机。他的父亲（考乐姆·吉斯·雷尼 Callum Keith Rennie 饰）是个狂热的牛仔迷，搜集关于西部牛仔的一切；母亲（海伦娜·伯翰·卡特 Helena Bonham Carter 饰）是一位生物学博士，潜心投入到昆虫研究中；而姐姐则是一个最普通不过的正常人，她常常为生在这个一屋子怪人的家里而烦恼。T.S.原本还有一个异卵双胞胎弟弟雷顿，去年死于一场意外。 这天，T.S.接到一个来自史密森学院的电话，告知他被授予了世界科学大奖贝尔德奖，并邀请他到华盛顿演讲。于是，十岁的科学奇才T.S.斯派维，偷偷爬上了货运火车，独自踏上了穿越美国的奇异旅行。
影片主人公沈月月是一个聪明伶俐，积极乐观的农村10岁留守女孩。她命运多舛，因母亲早逝，瘦弱的父亲因生活所迫不得不在外打工来维持一家人的生计，而沈月月只能和体弱多病的奶奶相依为命，且用她那瘦弱的小身板担负起了照顾腿脚不便的奶奶和全部家务。她和支教老师苏敏关系密切，形同姐妹。苏老师不仅教授留守孩子们学习知识还把外面的美丽世界也带到了这个偏僻的小山村，让留守的孩子们有了更多的期待和向往。
影片主要讲述单亲妈妈为怀揣梦想的儿子治疗残疾双腿四处求医的艰难痛苦历程。主要凸现出小人物汇聚的大梦想正能量，更接地气的反映真实社会生活，涉及到了家庭教育、妇女儿童、交通安全、医疗事故等方面的坚持梦想的情感励志生活。
