Henriette, das Mädchen aus dem ersten Band "Die Sternenpflückerin", war glücklich ihren Großvater gefunden zu haben und damit dem Heim entflohen zu sein. Beim Versuch, ein kleines Hündchen vor dem Ertrinken zu retten, stürzt sie selbst in den See und verliert das Bewusstsein. In diesem Zustand erlebt sie ihren Großvater als Erfinder eines Apparats "Micromégas", der es ermöglicht, in den Mikrokosmos der Atome zu reisen, da hin, wo er nach seinem Tod sein will. Tatsächlich stirbt der Großvater kurz darauf. Man will Henriette ins Heim zurückbringen, doch sie zieht es vor mit ihrem Freund Peter im Micromégas erneut aufzubrechen, um wieder mit ihrem Großvater vereint zu sein. Sie erleben wundersame Welten und deren Bewohner, die jeweils bestimmte menschliche Verhaltensweise überzeichnet widerspiegeln, ein geheimnisvoller Riese, Archibald Rektus, hilft ihnen mit Rat und Weisheit, ihren Weg zu finden und ihre Eindrücke zu verarbeiten. Tatsächlich finden sie Henriettes Großvater wieder, der auch im neuen Leben wieder als Erfinder und Konstrukteur tätig ist. Doch Henriette und Peter können dort nicht bleiben. Sie müssen den Rückweg zur Erde antreten und ihre normale Größe wieder annehmen. Als Henriette aus der Bewusslosigkeit erwacht, steht der quicklebendige Großvater an ihrem Bett. Alles ist gut - und Henriette hat viel dazugelernt.