네이든(아사 버터필드)은 자폐 증세를 보이는 수학천재다. 어느 날 네이든과 아버지가 함께 탄 차가 끔찍한 교통사고에 휘말린다. 이 사고로 아버지는 사망한다. 홀로 네이든을 교육하기 벅찼던 어머니 줄리(샐리 호킨스)는 아들과 함께 중학교를 방문한다. 그곳에서 과거 수학천재였으나 지금은 다발성 경화증이라는 병과 술에 찌든 험프리스(라프 스팰) 선생을 만난다. 천재성을 인정받은 네이든은 세계 수학 올림피아드를 위한 캠프에 참가하기 위해 중국으로 향한다. 학생 교류를 위해 중국 학생과 영국 학생이 짝을 이룬다. 네이든은 여학생 장메이(조양)와 짝이 된다. 장메이는 소극적인 네이든의 행동에도 아랑곳하지 않고 적극적으로 친밀감을 나타낸다. 그런 그녀에게 네이든도 조금씩 마음의 빗장을 푼다.

세간에서는 수학을 일컬어 실생활에서 가장 쓸데없는 학문이라 말한다. 하지만 <네이든>의 세계는 다르다. 수학이 중심이 되는 이 세계에서 수학과 관련되지 않은 것은 찾아보기 힘들다. 부감숏으로 잡은 건축물의 구조, 피아노 화음을 만드는 운지법, 신호등의 체계에서도 수학이 읽힌다. 학생들은 복잡한 수열 공식을 랩으로 만들어 부른다. 영화는 명확한 수학의 세계에서 두 가지 예측 불가능성을 제시한다. 그것은 죽음과 사랑이다. 네이든의 아버지가 죽음이라는 축을 담당한다면 장메이는 사랑이라는 또 다른 예측 불가능성이 있음을 알려주는 존재다. 네이든이 죽음이라는 미지를 어떻게 받아들이고, 사랑이라는 변화에 어떻게 대처하는지를 배워가는 과정이 영화 속에 담담하게 담긴다.

감독 모건 매튜스는 주로 TV다큐멘터리의 프로듀서와 감독으로 활동해왔다. 그가 2007년 연출한 다큐멘터리 <뷰티풀 영 마인드>는 <네이든>의 바탕이 된 작품으로 세계 수학 올림피아드를 준비하는 영국 학생들의 이야기가 담겼다. 다큐멘터리 출연자 중 한명인 대니얼 라이트윙은 네이든을 형성하는 데 모티브가 된 인물이다. 그는 실제로 중국인 여자친구와 교제 중이었으며 둘의 사랑 이야기는 다큐멘터리에 꽤 비중 있게 담겼다.