1934年，植物研究工作者南林受老师丘焕生教授的聘请，告别新婚的妻子，从北平跋涉至西南边疆考察。 两年后，南林取得独龙族同胞的帮助，采集到一批珍贵植物标本，托挑夫张永田送到花城丘焕生老师处，又只身去西双版纳。途中，南林不幸遭土匪掳掠，又冒险逃走，在花城与妻子重逢 ，始知抗战爆发，生活更为困苦。 南林一心想再去西双版纳，妻子卖掉祖传的古琴，筹集经费，送他重登征程，南林到了热带雨林带，在基诺人阿敏夫妇的帮助下，采集到大量植物标本。 不久，基诺人发起反抗国民党统治的起义，阿敏夫妇不幸遇难。南林带着他们的遗孤敏卡回到花城，获悉妻子因保护植物标本惨遭杀害。 解放后，花城建立了植物研究站，南林终得一展宏图。他再次去西双版纳，建立毕生向往的人工植物群落试验基地；周总理前往视察，代表党向南林提出新的期望，南林纵情地奔波在绿海天涯。