A Londres, Alice délaisse sa relation confortable et stable avec Jake pour se marier avec Adam, un inconnu croisé deux mois plus tôt dans la rue. Elle ne tarde pas à avoir des doutes sur la véritable personnalité de son nouvel amant.
Née au Groenland, de père danois et de mère inuit, Smilla Jasperson, jeune scientifique, a gardé de ces terres glacées une incurable nostalgie. Incapable de s'adapter à l'univers urbain, elle vit à Copenhague en recluse, avec pour seul ami un enfant inuit, Isaiah, qu'elle a pris sous sa protection. Un jour, elle découvre l'enfant inanimé ...