Comté de Caldwell, Texas, 1899. Dans la chaleur de l'été, Calpurnia Tate, onze ans, étudie les sauterelles, les lucioles, les fourmis, les opossums. Aidée de son grand-père, un naturaliste fantasque et imprévisible, elle note dans son carnet d'observation tout ce qu'elle voit et se pose mille questions. Tout en développant son esprit scientifique, Calpurnia se confronte aux difficultés d'être une jeune fille à l'aube du xxème siècle. Et si la science pouvait ouvrir un chemin vers la liberté  ?