Hành tinh nhỏ đang yêu đương là câu chuyện xoay quanh Mira Kinohata, một cô gái mơ ước trở thành thiên văn học gia từ thuở nhỏ. Ước mơ ấy được chắp cánh từ một lời hứa thề với một cậu bé ở khu cắm trại: “Tớ sẽ tìm được tiểu hành tinh”. Tuy nhiên, số phận đưa đẩy Mira tiến đến ngôi trường đại học nơi “Khoa Thiên văn” và “Hội Nghiên cứu Địa chất” bất ngờ sáp nhập lại.
Đứng trước sự thay đổi này, Mira băn khoăn và hoang mang. Liệu cô có thể vẫn theo đuổi giấc mơ của mình với những cô gái ngổ ngáo và đầy nhiệt huyết tới mức ngang ngược, chia sẻ với nhau niềm yêu thích đối với Trái đất, với những bí ẩn sâu thẳm nơi đáy đại dương và những địa chất kỳ diệu. Trải qua những thử thách và khám phá, Mira cùng những thành viên trong Hội Nghiên cứu Địa chất mang tinh thần “hòa nhập” theo đuổi những ngôi sao sáng lấp lánh. Mỗi thành viên mang trong mình một cá tính riêng biệt, cùng với lòng yêu say mê đối với thế giới tự nhiên, họ cảng được những câu trả lời bí ẩn về đất trời, nhưng cũng dần học hỏi từ nhau về lòng tin và cách để thực hiện ước mơ.
Tình bạn, tình yêu, sự khát khao khám phá, sự gắn bó với ngôi nhà chung của họ – Trái Đất, tất cả đều hòa quyện trong chuyến hành trình đầy cảm xúc của những con tim tuổi trẻ. Hãy cùng chứng kiến sự biến hóa kỳ diệu của Mira và những cô gái ngỡ ngàng, đồng hành cùng họ tìm tòi, khám phá và thỏa mãn niềm tò mò về hàng ngàn câu hỏi của vũ trụ.
