En 1899, Calpurnia Tate, 11 ans, habite au Texas, dans le comté de Cadwell. Avec l’aide de son grand-père, un naturaliste, elle observe les sauterelles, les lucioles ou les opossums et développe son esprit scientifique. Elle se pose mille questions et se demande si la science peut être une voie sur le chemin de la liberté pour une jeune fille à l'aube du XXe siècle.