作者长期以来在北京师范大学开设科普讲座“从爱因斯坦到霍金的宇宙”，历时20余载，并在一些院校和单位举办过不同形式的讲座和公开课，重点介绍物理学和天文学领域的科普知识、科研前沿，以及科学发现的曲折历程，目的在于扩展学生的科学视野，增强学生的创新能力。
本书总结历次讲座和公开课的核心，以演讲集的方式呈现给读者，内容主要包含：爱因斯坦与相对论、弯曲的时空、黑洞、宇宙的演化、量子论的创建与争论、原子弹与核能的和平利用、天文学的若干知识、对时间本质的探索等等。内中涉及一般读者感兴趣的双生子佯谬、宇宙创生、时空隧道、时间机器、薛定谔猫、量子力学的多次论战、黑洞的神奇性质等问题。
在演讲集中作者力图把科学家们作为有血有肉的人展现在大家面前，通过科学家千姿百态的人生经历和科学发现“山重水复”、“柳暗花明”的历程，尽可能使读者看到历史的真实和鲜活的人物形象。从而了解到科学家不一定是完人，但都是创造历史的伟人。
当前中国正处在大发展、大变革的时代，年青人面前有着施展才华的无限机遇，也存在着各种无法预料的风险和挑战。曾子勉励过年青人：士不可以不弘毅，任重而道远。清代诗人赵翼也说：江山代有才人出，各领风骚数百年。
本书书名源于乾隆的一幅对联：境自远尘皆入咏，物含妙理总堪寻。这幅对联位于颐和园万寿山，铜亭附近的一座石牌坊上。