因为父母长期在国外工作，高中生清水律独自生活，成绩一落千丈，学校发出了留级警告。新来的家教老师橘真琴是个不修边幅的年轻男人，穿着皱巴巴的衬衫，头发总是乱糟糟的。但清水律很快发现，这个老师教的不只是课本知识——他会在深夜陪她看星星讲天体物理、会在厨房边煎蛋边讲化学反应、会把她写的每一篇烂诗认真地用红笔批注。橘真琴曾经是天体物理学界的明日之星，因一场实验事故失去挚友后自我放逐，靠当家教维持生活。清水律的成长让他重新燃起了对“教育”本身的热爱，而清水律也在他的引导下，找到了属于自己的方向——她想写一本关于星星与人类的书。
期末考试成绩出来那天，清水律冲进橘真琴的出租屋，把成绩单拍在桌上——全科及格，理科接近满分。她说“这是我给你的答卷”，橘真琴翻到背面看到一行小字：“下次换你写给我看——关于你为什么要放弃星空。”
清水律在橘真琴的书架夹层发现了一封没有收件人的信，是写给那位在实验事故中去世的挚友的。她偷偷把信抄了一遍，在结尾加上自己的话：“你朋友现在教了一个很厉害的学生，你别担心。”
橘真琴在煎蛋时打翻了一瓶醋，厨房一片狼藉。清水律用他教的化学知识中和了气味、清理了残渍，橘真琴站在旁边看完全程，第一次在学生面前露出了真正的笑容。
清水律把自己写的诗整理成册给橘真琴看，他没有评价好坏，而是在每一首旁边批注了对应的物理概念——“这首是量子纠缠、这首是光的波粒二象性、这首是暗物质”。她忽然明白了自己的风格。
清水律因为做噩梦不敢睡，凌晨两点打电话给橘真琴。半小时后他浑身湿透出现在她家门口，手里提着一袋热包子，说“没事，我正好睡不着”。那是她第一次觉得有人真的在乎她。
清水律开门看到橘真琴时，他的衬衫扣子系错了一颗、头发像鸟窝、手里拿着的教材有一半是泡面渍。她问“你真的是家教吗”，他认真点头说“我教得很好，只是看起来不太像”。