Молодой человек по имени Марти оказывается в пятидесятых годах, переместившись из восьмидесятых с помощью удивительной машины времени. Это устройство создал его друг, изобретатель профессор Док Браун. В прошлом Марти сталкивается с неожиданной встречей: его родители, которые в будущем станут взрослыми, здесь ещё сами подростки.
Кроме того, в этом временном периоде Марти находит и самого профессора Дока Брауна, но в юном возрасте. Так, главный герой оказывается в уникальной ситуации, где может наблюдать за молодыми версиями самых близких ему людей, что приводит к множеству необычных и забавных событий.