这故事始于另一个世界，在这里，人类的灵魂以动物形态作为实体出现，被称为精灵。人类和精灵之间的关系是神圣，不可分割的。几个世纪以来，这个世界一直由权势熏天的教会当局掌控，除了北方荒野。在那里，女巫间流传着一个预言，关于一个有伟大使命的孩子。大洪水时期，这个孩子被带去了牛津。阿斯里尔勋爵将孩子托付给乔丹学院的院长照顾，取名莱拉。长久以来，学院都享有学者圣殿的特权，是逃避教会控制，保护莱拉的唯一选择。

12年后，莱拉已长成一个小女孩。她不知道自己的父母是谁，与同为孤儿的罗杰成为莫逆之交。与生俱来的冒险精神，让她把学院里里外外探索了遍，连地下的墓室都没放过。现在，莱拉的精灵潘还没定型。有时她就会和潘商量，一旦到了青春期，它会选择什么形态，树懒还是天竺鼠。不过潘更喜欢狮子，虽然它看起来像只雪貂。

学院里的生活很枯燥，莱拉最开心的就是叔叔阿斯里尔勋爵的到来。今天，潘远远看见阿斯里尔勋爵走过学院古老的走廊，朝着院长办公室方向而去。莱拉哪还有心思上课，偷偷翻出窗户，轻车熟路的从屋顶绕到院长办公室窗下。院长在办公室里，莱拉再调皮也不敢造次，只敢趴在窗沿下向里偷望。哪知她看到院长向桌上的醒酒器里倒了些粉末，醒酒器里是叔叔最喜欢的托考依葡萄酒。

院长离开后没多久，阿斯里尔拎着箱子走了进来。莱拉眼看着叔叔倒了杯酒，立刻跳进窗户，打落酒杯。阿斯里尔先是一惊，在听到酒里有毒后，略加思索便打翻了醒酒器。院长向来受人尊重，做出下毒的事，必定有充分的理由。阿斯里尔将莱拉藏在办公室的书柜底层，给了她一个任务，观察院长的一举一动，尤其是听到“尘埃”这个词的时候。

学院的院士纷纷来到院长办公室。院长见阿斯里尔安然无恙，心中奇怪，但还是不动声色的与其他人坐下，聆听阿斯里尔的研究成果。最近一年时间里，阿斯里尔都在极北之地，调查格鲁曼远征队失踪之谜。他发现用特制底片拍摄的照片，能拍摄到神秘的荧光。这种荧光只围绕在成年人身上，儿童并不受影响，阿斯里尔认为这就是“尘埃”。而用特制底片拍摄的极光照片，能清晰的看到尘埃显现在极光中，构成一座城市的轮廓，即“天空之城”。

阿斯里尔认定，还存在教会当局无法掌控的其他世界。而且只有通过被教会当局裁定为“罪孽”的“尘埃”，才能看到。阿斯里尔的结论无异于在质疑教会当局的权威，院士喝止其他院士讨论这个异端学说。但当阿斯里尔从箱子里拿出格鲁曼被冰冻的人头，院长再也无话可说。格鲁曼是学院院士，如果他因发现某些证据而被杀害，那向来秉承学术自由的学院，就有前往调查的义务。

当晚，学院同意资助阿斯里尔继续调查。等阿斯里尔想起莱拉，莱拉早已在书柜里打起了瞌睡。从院长的举动来看，他可能是受到某种压力，才被迫下毒。至少阿斯里尔的目的已经达到，莱拉很想离开学院，跟着叔叔去北方。但这只能是一厢情愿的想法，阿斯里尔不可能答应。

实际上，阿斯里尔和莱拉都不会想到，院长的压力来自真理仪。这个类似于钟表的精密仪器提示阿斯里尔的研究会带来严重后果，威胁到乔丹学院所有人。而且莱拉也会卷入其中，并在其中占有举足轻重的地位。

第二天一大早，在厨房做事的罗杰送来了早餐。罗杰还带来一个可怕的消息，就在昨晚，一名吉普赛男孩比利·科斯塔在营地失踪，这已经不是第一个失踪的孩子。警方完全不理，吉普赛人只能自行组织搜索队。相传是有着狐狸精灵的饕餮抓走了比利，莱拉根本不相信这些，坚信吉普赛人会找回比利。另外，罗杰又说到阿斯里尔正在收拾飞艇准备离开。这下莱拉坐不住了，从床上跳起来，向学院草坪奔去。

阿斯里尔没有给莱拉告别的时间。看着缓缓升空的飞艇，莱拉有些伤心。阿斯里尔是她唯一的亲人，却宁可把她丢在学院，连话都说不上几句。阿斯里尔离开没几天，学院里来了一位美艳贵妇，库尔特夫人。不知为何，莱拉感觉跟她特别投缘，只是她身边那只金丝猴精灵，让潘有些不寒而栗。

库尔特夫人自称探险家，还认识阿斯里尔勋爵。她的冒险经历，令莱拉着迷。所以当院长希望夫人收留莱拉，库尔特夫人也有意聘请莱拉当助理时，莱拉兴奋的连连点头。在莱拉的恳求下，库尔特夫人同意罗杰一起离开学院。可莱拉却哪都找不到罗杰，罗杰也莫名失踪，就像被饕餮吞噬。

临行前，院长把莱拉叫到办公室。莱拉还是第一次见到真理仪，自从被教会当局收缴后，外界就无人再拥有这种不可思议的仪器。小小的金属盒子，打开后是个罗盘。数十个符号组成圆圈，四根指针指向不同的符合，代表不同的含义。只要了解了其中的含义，就能明白所有事情的真相，这大概就是教会当局惧怕它的原因。

在莱拉还是婴儿时，阿斯里尔把这台真理仪送到学院。院长至今都无法完全洞察真理仪的含义。他把真理仪交给莱拉，今后莱拉就要用它保护自己，寻找真相。最后，院长特意叮嘱，不能告诉别人，包括库尔特夫人。

库尔特夫人和吉普赛人从不同渠道打听到，“饕餮”把抓到的孩子送去更大，更便于藏匿的伦敦。于是，莱拉坐上飞艇，与河道里行船的吉普赛人，不约而同的前往伦敦，寻找各自所珍惜的人。