Wonder narra la storia di Auggie, un ragazzino nato con una deformazione facciale dovuta alla sindrome di Treacher-Collins che, insieme ad altre complicazioni, lo ha portato in sala operatoria più di venti volte. Il bambino si rivela un ottimo studente e un ottimo amico per chi è abbastanza intelligente da andare oltre al suo aspetto fisico.
La malattia è una disostosi mandibolo-facciale e afflige in media un bambino su 50.000. I neonati affetti da questa sindrome presentano gravi malformazioni facciali, soprattutto di zigomi, orbite degli occhi e mandibola, in associazione a difficoltà respiratorie ed uditive.
I soggetti affetti da questa patologia devono sottoporsi a numerosi interventi chirurgici, in particolare di plastica maxillofacciale. L'intervento precoce per l'udito è fondamentale per favorire la capacità di parlare normalmente ed è opportuno aggiungere anche che i soggetti affetti dalla sindrome, generalmente, non presentano nessuna sorta di ritardo mentale.
Jacob Tremblay, l'interprete di Auggie, assieme sua famiglia, visitò il Children's Craniofacial Association prima dell'inizio delle riprese e il giovane attore ebbe modo di fare amicizia con molti bambini affetti dalla sindrome di Treacher Collins.
Il trucco protesico di Tremblay, progettato e creato da Arjen Tuiten, richiedeva circa un'ora e mezza per essere applicato, ogni mattina, prima dell'inizio delle riprese. Consisteva in una calotta cranica con orecchie protesiche attaccate, una protesi facciale che copriva il viso di Jacob e una parrucca per completare il tutto.