少年斯派维是个天才儿童，拥有超乎常人的科学天赋，热爱发明创造，还精通绘图。他年仅十岁就获得了世界科学大奖。然而，他的家庭却充满了矛盾与隔阂。父亲希望他成为强壮的牛仔，母亲是植物学家，沉浸在自己的研究中，哥哥嫉妒他的才华，妹妹则懵懂天真。 一天，斯派维接到了华盛顿史密森博物馆的邀请，要他去做演讲。他瞒着家人，偷偷踏上了横跨美国的奇异旅行。一路上，他见识了形形色色的人和事，也在旅途中不断回忆自己的家庭过往。在火车上，他与陌生人交谈，分享自己的想法。最终，这次旅行让他重新审视了家庭和自己的内心，也让家人开始理解和接纳真正的他。