布朗博士(克裡斯托弗•洛伊德 Christopher Lloyd 飾)總是有些稀奇古怪的發明。在一次試驗他發明的時光機器時,他找來了忘年交高中生馬丁(邁克爾•J•福克斯 Michael J. Fox 飾)。豈料實驗過程中博士被歹徒殺害了,馬丁慌亂中架著時光機逃跑,回到了30年前。馬丁遇到了30年前的父親喬治(克利斯丁•格拉夫 Crispin Glover 飾)和母親洛蓮(莉•湯普森 Lea Thompson 飾)。馬丁一邊找尋30年前的布朗博士,好讓自己回到未來;一邊盡力撮合喬治和洛蓮,以免自己在以後消失
馬丁(Michael J. Fox 飾)才回到現實世界與女友團聚,布朗博士(Christopher Lloyd 飾)就心急火燎地把他們帶到了30年後的未來世界,原來這一次是馬丁未來的兩個孩子因參與搶劫鋃鐺入獄,博士要攜馬丁一起阻止悲劇發生。周旋一番後,兩個孩子被成功挽救,但三人回到現實世界後,卻發現周遭發生了天翻地覆的變化,世界被貝夫(Thomas F. Wilson飾)所控制,馬丁的父親喬治慘死,母親洛蓮(Lea Thompson 飾)竟然成了貝夫的妻子!這一切都是因為時光機器的秘密不慎被未來的老貝夫識