Figure emblématique de la curiosité scientifique, M. Tompkins s'aventure avec son épouse dans un rêve onirique si intense qu'ils frôlent la désintégration. Contraint par sa femme de renoncer à la Physique, sa soif de connaissance le pousse désormais vers les énigmes de la Vie. Durant un cauchemar, il se retrouve mystérieusement injecté dans son propre corps. Il explore alors son organisme comme un élément étranger, dévoilant ainsi les secrets de sa physiologie, de son hérédité et des mécanismes complexes de son cerveau.