音乐学家霍华德是个痴迷于石头研究的书呆子，他带着未婚妻尤妮丝来到旧金山，本打算度过一个浪漫的假期。然而，一块看似普通的火成岩石标本彻底打乱了他们的计划——霍华德坚信这块石头藏着重大科学秘密，执意要追踪它的来源。尤妮丝起初对霍华德的“石头执念”哭笑不得，但很快发现，这块石头竟引来了各路古怪人物：有神秘兮兮的文物贩子，有莽撞冒失的私家侦探，还有一位自称地质学家的骗子。霍华德和尤妮丝被卷进一场横跨旧金山大街小巷的追逐战，从热闹的渔人码头到陡峭的九曲花街，两人狼狈不堪却又笑料不断。在混乱中，霍华德逐渐意识到，自己只顾着研究石头，却忽略了身边未婚妻的感受。而尤妮丝也在一次次冒险中，看到了霍华德单纯可爱的一面。两人在躲避追兵时误入一场婚礼，阴差阳错被当成新人闹出大笑话；又在缆车上与坏蛋周旋，差点摔下悬崖。最终，那块石头被证明不过是普通火山岩，但霍华德却因此找到了比科学更重要的东西——对尤妮丝的爱。两人在夕阳下的金门大桥边相拥，笑看这场荒唐的“大追踪”，原来爱情才是人生最珍贵的“标本”。