Ambientado em torno da cidade imaginária de Campinoigandres, entre o Sul de Portugal e a Andaluzia, A máquina voadora conta a história de um grupo de homens humildes - artesãos, tropeiros, pequenos mercadores dos vilarejos vizinhos - que, através de pergaminhos obscuros passados de mão em mão, tomam conhecimento de uma sabedoria cuja origem parece ser não o passado remoto, mas o Futuro. Circula entre eles a lenda de que existe na cidade um grupo de homens, chamados Pensadores, que têm livre acesso a esse saber.
Ramiro Gamboa é um sapateiro que tenta decifrar o enigma da vida e da morte de seu pai Jofre, um escultor e artesão, morto quando ele era criança. Mas a resposta desse mistério está nas mãos dos Pensadores, ocultos por trás das muralhas da cidade que as tropas cristãs conquistaram pelas armas, mas nunca chegaram a submeter totalmente. E, junto com esse segredo, pode estar também a resposta para outros mistérios... Como a existência de Deus, e o formato do Universo.