Trong khu rừng nhỏ cạnh làng Mây Trắng, Mai và Nam tình cờ phát hiện một vật thể kim loại lấp lánh dưới tán cây. Đó là Mèo Máy Tima - robot thông minh bị lạc đường sau cơn bão mặt trời. Với đôi mắt camera sáng rực và giọng nói vui nhộn, Tima giải thích: "Tớ là robot thám hiểm, được lập trình để nghiên cứu Trái Đất!"
Bạn nhỏ hào hứng dẫn Tima về nhà. Dọc đường, Tima chiếu hologram giải thích về quỹ đạo: "Trái Đất như chiếc đu quay khổng lồ quanh Mặt Trời, mỗi vòng xoay tạo ra 4 mùa!" Nam thắc mắc tại sao ban đêm không thấy Mặt Trời, Tima lập tức vẽ hình minh họa Trái Đất tự quay quanh trục nghiêng.
Hôm sau, cả nhóm phiêu lưu tới hang động pha lê màu xanh ngọc. Những tinh thể lấp lánh khiến Mai reo lên: "Sao chúng sáng thế?" Tima bật đèn pin xuyên qua khối pha lê, tạo ra cầu vồng trên vách đá: "Ánh sáng trắng gồm bảy màu, khi gặp vật trong suốt sẽ tách ra như thế này!"
Giữa lúc đang hái dương xỉ ven suối, trời đổ mưa rào. Tima kéo các bạn vào hang, dùng tia laser vẽ sơ đồ nước bốc hơi từ biển tạo mây: "Hơi nước ngưng tụ thành giọt, khi đủ nặng sẽ rơi xuống làm mưa. Đây là vòng tuần hoàn nước!" Cả nhóm sửng sốt nhìn những giọt mưa lấp lánh như pha lê.
Đêm đó, Tima dẫn họ tới đồi Thiên Văn. Robot xoay ăng-ten thu tín hiệu vũ trụ: "Các ngôi sao đang nói chuyện bằng sóng radio đấy!" Qua kính thiên văn tự chế, Nam phát hiện chòm sao Đại Hùng hình chiếc gầu múc nước. Tima kể về những thiên hà xoáy nước cách xa hàng triệu năm ánh sáng, nơi mỗi ngôi sao là mặt trời của những thế giới khác.
Từ đó, Mèo Máy Tima trở thành người bạn khoa học của lũ trẻ làng Mây Trắng. Mỗi ngày qua đi, những câu hỏi "vì sao" của các em lại được lý giải qua các thí nghiệm sống động, biến thế giới quanh ta thành bức tranh kỳ diệu của khoa học.
