布朗博士（克里斯托弗·洛伊德 Christopher Lloyd 饰）总有一些稀奇古怪的发明。他在试验自己发明的时光机器时，找来了忘年交高中生马丁（迈克尔·J·福克斯 Michael J. Fox 饰）。不料在实验过程中，博士被歹徒杀害，慌乱之下，马丁驾驶时光机逃跑，回到了30年前。 回到过去后，马丁遇见了30年前的父亲乔治（克利斯丁·格拉夫 Crispin Glover 饰）和母亲洛莲（莉·汤普森 Lea Thompson 饰）。他一边努力寻找30年前的布朗博士，希望能回到未来；一边设法撮合乔治和洛莲，以防自己在未来消失。然而乔治性格懦弱，马丁在撮合过程中弄巧成拙，让洛莲爱上了自己。此外，讨厌的贝夫从中捣乱，这让马丁十分恼火。 马丁在双亲之间周旋，同时还要尽快找到博士，想办法回到未来……