热爱化学与矿物学的炼丹术士家系末女沈明铃，因拒绝政治联姻而被家族当作麻烦逐出，贬为后宫的下级女官。然而对她来说，后宫并非悲剧之地，而是充满未知素材与毒物的实验乐园。 入职第一天，明铃便遭遇女官离奇死亡事件。在众人认定是病逝时，她通过即席火焰反应实验，证明死者死于铊系矿毒。这精彩的推理引起了冷傲的年轻宦官长裴玄冥的注意，明铃遂以非正式顾问身份，用化学与逻辑解开后宫一桩桩难解谜案。 随着事件串联，围绕不老仙药「玄丹」的巨大阴谋浮出水面，而幕后黑手竟是放逐她的生父。明铃以科学证明玄丹实为令人疯狂致死的汞化合物，倾尽所学击碎父亲的野心。事后她获皇帝亲自任命，成为新设宫廷格物院首任长官，让「化学」这门学问第一次获得国家承认。