T.S. Spivet, vit dans un ranch isolé du Montana avec ses parents, sa soeur Gracie et son frère Layton. Petit garçon surdoué et passionné de science, il a inventé la machine à mouvement perpétuel, ce qui lui vaut de recevoir le très prestigieux prix Baird du Musée Smithsonian de Washington. Sans rien dire à sa famille, il part, seul, chercher sa récompense et traverse les Etats-Unis sur un train...

Dans un univers extraordinaire vit un jeune homme ordinaire, Adam, qui tente de joindre les deux bouts dans un monde détruit par la guerre. Tout en luttant pour avancer dans la vie, il est hanté par le souvenir d’une belle jeune fille venant d’un monde d’abondance : Eden. Dans cet univers, son monde se trouve juste au-dessus de celui d’Adam - si près que lorsqu’il regarde vers le ciel, il peut...