Aoyama là một đứa trẻ học lớp Bốn, nhưng cũng là một nhà lý luận say mê ghi chép, ham học hỏi. Cậu thiếu niên cũng tò mò như bao đứa trẻ khác, cùng bạn bè đi khám phá thế giới xung quanh, ngày nào cậu cũng bộn bề nghiên cứu để tự mình trả lời những câu hỏi vì sao.

Một ngày nọ, cậu bắt gặp chim cánh cụt xuất hiện ở thị trấn mình sinh sống, rồi những điều bí ẩn liên tục xảy ra… Và chị gái thần bí ở phòng khám nha khoa liên quan đến hết thảy mọi việc.

Lộ trình cố định của loài chim cánh cụt khi đi từ dưới biển lên đất liền được gọi là “Xa lộ Chim cánh cụt”.

Chim cánh cụt mở ra những nghiên cứu trọng đại trong cuộc đời Aoyama, và tạo nên con đường độc nhất vô nhị nối cậu bé với người cậu quý mến.