Aoyama è un bambino di 10 anni. È uno studente serio, ed ha un modo tutto suo di vedere e conoscere il mondo: tiene dei quaderni su cui annota quotidianamente le sue osservazioni, i suoi esperimenti e le sue esplorazioni. Un giorno alcuni pinguini compaiono improvvisamente nella città in cui vive. Ma, così come sono apparsi, misteriosamente spariscono. Aoyama parla di questa strana apparizione con una giovane donna, l’igienista dentale della clinica che frequenta, di cui è segretamente innamorato. Quando la sua “sorellona” lancia una lattina e questa si trasforma in un pinguino, Aoyama decide di investigare e di scoprire le cause di questa apparizione.

La storia è ambientata in una città circondata interamente da un muro alto 4.000 metri. Poiché la città è piena di camini, l’aria è sempre piena di fumo e nessuno sa com’è il cielo. Nella notte di Halloween, nel festival cittadino, un fattorino lascia cadere accidentalmente il cuore che dovrebbe consegnare e dopo averlo cercato invano si arrende. Il cuore però continua a battere in questa città dei camini.

È ormai passato un mese da quando sopra il Giappone è passata una cometa attesa da oltre mille anni. Mitsuha è una studentessa che vive in una piccola città rurale, il suo sogno però è quello di trasferirsi a Tokyo. Taki è uno studente di liceo che vive proprio a Tokyo, ha un lavoro part-time in un ristorante italiano ma il suo sogno è quello di lavorare nel campo dell’arte o dell’architettura. Una notte, Mitsuha sogna di essere un giovane uomo, ha nuovi amici e lo skyline di Tokyo si apre dinnanzi al suo sguardo. Nello stesso momento Taki, dal canto suo, sogna di essere una ragazzina che vive in una piccola città di montagna che non ha mai visitato! Qual è il segreto che si cela dietro questi strani sogni?