1963年，在北京远郊区的深山沟里有个村庄叫海棠峪，村里有户农民有两个女儿，大女儿叫金雁，二女儿叫金玲，都是中学毕业生。金雁在城里当小学教师。一天，她放假回村，看见村里变化很大，社员们都以极大的热情投入到轰轰烈烈的农业生产建设中去了。她内心十分兴奋，连家也没回就跟着大伙儿一道干了起来。她想起党和国家的号召，人民对青年人的期望，于是决心申请回乡，参加农业生产劳动。妹妹金玲是在母亲娇生惯养下长大的，她受到富农表婶钱氏的资产阶级思想的影响，害怕劳动，贪图享受。她嫌弃山区的生活，于是钱氏就趁机在平原地区的马坊村为她找了婆家，结了婚。金玲嫁到富村马家坊后，并不是像她想的那样一切都是坐享其成。马坊的社员们一样要靠辛勤的劳动，才能获得丰收的果实。她的丈夫赵明理，是个糊里糊涂的小伙子，富农钱氏叫他给金玲送彩礼，他就借了一屁股债买了彩礼送回来。为了还债他听信钱氏的蛊惑倒卖粮食，结果受到村领导和社员们的批评。不久，海棠峪揭露了富农钱氏的破坏言行，提高了金玲和赵明理的觉悟，使他们认清了资产阶级思想的毒害，和富农钱氏划清了界线，走上了正确的道路。姐姐金雁回到家乡后，积极参加改造山区的战斗，她在老贫农、党支部委员老耿头的领导下，与村里的青年们一起，搞起海棠嫁接苹果的科学试验。母亲的不满，富农的挑拨，以及试验中的困难都没有吓倒她，反而使她的革命意志更加坚强了。最后，她们终于使海棠嫁接苹果试验成功。之后，她又和村里的年轻人一起，到深山里开荒生产，投入新的工作。
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。
