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.
Kidnappé, Luke Ellis, un génie de 12 ans, se réveille dans un établissement rempli d'enfants qui sont tous arrivés là de la même façon que lui et qui possèdent tous des capacités inhabituelles comme la télékinésie et la télépathie. Dans une ville voisine, Tim Jamieson, un ancien policier venu prendre un nouveau départ, ignore que sa tranquillité sera de courte durée, car son chemin et celui de Luke sont destinés à se croiser.