布朗博士（克里斯托弗·洛伊德饰）是一个总是有些稀奇古怪的发明家。他的最新发明是一台时光机器，可以让人穿越时空。在一次实验中，他找来了忘年交高中生马丁（迈克尔·J·福克斯饰）协助。然而，实验过程中，博士却被歹徒杀害，而马丁则不得不架着时光机逃离，结果回到了30年前的过去

在过去，马丁遇到了年轻的父亲乔治（克利斯丁·格拉夫饰）和母亲洛莲（莉·汤普森饰）。他发现自己需要尽快找到30年前的布朗博士，以便回到未来。同时，他也努力撮合乔治和洛莲，以免自己在未来消失。然而，乔治是一个懦弱的人，而马丁在撮合过程中不慎让洛莲爱上了自己。此外，还有一个让人讨厌的贝夫不断从中作梗，让马丁感到非常恼火。

马丁陷入了一系列的困境中，他需要巧妙地周旋在他的双亲之间，还要想尽办法找到博士，以实现回到未来的梦想。