Nim (Abigail Breslin) y su padre, Jack (Gerard Butler), son los únicos habitantes de una apartada y exótica isla. Aunque no acude a ningún colegio, Nim ayuda a su padre a realizar diariamente anotaciones científicas, se ocupa de cuidar el huerto y de que el panel solar alimente su ordenador, a través del cual Jack se comunica con el mundo. Un buen día, tras la desaparición de su padre, Nim entrará en contacto con una famosa escritora de novelas de aventuras (Jodie Foster) que más tarde irá a visitarla...