庄园的主人克莱文先生在爱妻过世之后，变得阴郁古怪、消沉遁世，掩埋了花园的钥匙，十年不曾允许任何人出入花园，想借此阻断对亡妻的思念。他每次见到长着和妈妈一样漂亮面容的儿子柯林，都会引起更大的悲伤，于是他选择逃避，终年在外漂泊。霍乱中父母双亡的玛丽一夜之间变成孤儿，被从印度送往英国约克郡克莱文姑父的庄园生活。随着远洋之行，小读者将看到当时的世界地图，学习制作简易的地球仪。

在女仆玛莎的鼓励下，开始尝试在庄园里寻找自己的乐趣。她认识了性格乖戾但善良的花匠季元本和友好伶俐的知更鸟。在知更鸟的指引下，玛丽找到了开启秘密花园的钥匙。在这个秘密花园里，小读者会跟着玛丽和柯林一起认识各种各样的动植物和天气知识、制作能发出鸟叫声的口哨、学习如何培养植物、帮助小鸟制作鸟巢、利用物理滑轮知识制作窗帘……在玛丽和柯林的花园探险中，小读者们将与他们共同学习共同成长，帮助克莱文姑父找回丢失的快乐。