1934年，植物研究工作者南林受老師丘煥生教授的聘請，告別新婚的妻子，從北平跋涉至西南邊疆考察。 兩年后，南林取得獨龍族同胞的幫助，采集到一批珍貴植物標本，托挑夫張永田送到花城丘煥生老師處，又只身去西雙版納。途中，南林不幸遭土匪擄掠，又冒險逃走，在花城與妻子重逢?，始知抗戰爆發，生活更為困苦。 南林一心想再去西雙版納，妻子賣掉祖傳的古琴，籌集經費，送他重登征程，南林到了熱帶雨林帶，在基諾人阿敏夫婦的幫助下，采集到大量植物標本。 不久，基諾人發起反抗國民黨統治的起義，阿敏夫婦不幸遇難。南林帶著他們的遺孤敏卡回到花城，獲悉妻子因保護植物標本慘遭殺害。 解放后，花城建立了植物研究站，南林終得一展宏圖。他再次去西雙版納，建立畢生向往的人工植物群落試驗基地；周總理前往視察，代表黨向南林提出新的期望，南林縱情地奔波在綠海天涯。