Мультсеріал безпосередньо продовжує події трилогії однойменних фільмів, розповідаючи про доктора Емметта Брауна, який повернувся в наші дні з минулого, де завів сім'ю з Кларою Клейтон. Тепер нові наукові відкриття чергуються з вихованням двох непосидючих дітей, Жюля та Верна, які отримали імена на честь улюбленого фантаста. Ключову роль у сюжеті також займають старшокласник Марті МакФлай, його дівчина Дженніфер Паркер та лиходій Біфф Таннен. Після того, як вчений відновлює DeLorean, він і його друзі подорожують у нові часові епохи, де стикаються з дивовижними пригодами.