Lors d'un voyage en train à travers la Suisse, l'Américain James Larkin White est arrêté. On le soupçonne d'être le sculpteur disparu Anatol Stiller, impliqué dans une affaire politique douteuse. White nie ces accusations, et même la femme de Stiller ne parvient pas à l'identifier formellement. Les souvenirs et les liens surprenants du procureur refont surface.

Dans les années 1930 au Pérou, Maria Reiche travaille comme professeure de mathématiques à Lima, mais sa véritable vocation se trouve dans le désert de Nazca. L'archéologue Paul lui demande de traduire des documents, mais ils découvrent des géoglyphes gigantesques et précis. Obsédée par le mystère des lignes, Maria abandonne sa vie, son amour et son travail pour étudier les lignes de Nazca malgré l'opposition.