Nathan is een hoogbegaafde autistische tiener die alleen geïnteresseerd is in cijfers en formules. Communiceren met klasgenoten en, vooral dan, met zijn moeder (Sally Hawkins), is echter een onmogelijke opdracht voor hem. Maar dank zij zijn deelname aan de Wiskunde Olympiade in China en onder invloed van zijn onorthodoxe leermeester (Rafe Spall) zal Nathan openbloeien.