馬丁是一個擅長滑板和喜歡音樂的高中生。他和熱衷發明的布朗博士是忘年之交。同時，他還有一個美麗可愛的女友珍妮。但馬丁的家庭狀況卻頗為糟糕。母親洛蓮十分保守死板，而父親喬治則懦弱無能，常受上司貝夫的欺負。
但布朗博士的一次實驗改變了一切。在試驗布朗博士發明的時間機器時，博士不幸被恐怖分子殺害，而馬丁則在逃命時駕著時間機器從1985年回到了1955年。
馬丁遇見了30年前的父親喬治和一直在欺負喬治的貝夫。由於馬丁代替了喬治被洛蓮父親的車撞倒，他還遇上了少女時代的洛蓮並被她追求。馬丁設法找到了30年前的布朗博士，想出了利用閃電能量回到“未來”的方法。但為了防止自己消失，馬丁還得讓喬治和洛蓮相識並且戀愛。
馬丁想方設法讓喬治與洛蓮接近，但貝夫卻總是出來攪局。而馬丁與貝夫的一次又一次鬥爭也使洛蓮對他更加迷戀。馬丁設計讓喬治扮演英雄救美的角色，但貝夫的再次出現卻使情況發生了變化。喬治麵對貝夫欺侮洛蓮的情景，終於鼓起勇氣與貝夫作對，並且打倒了貝夫。這使洛蓮開始對他傾心。
為了使喬治和洛蓮的感情進一步發展，馬丁又代替吉它手在晚會上演出。就在馬丁快要消失時，喬治終於吻了洛蓮，馬丁也避免了消失的噩運。而馬丁在狂喜之餘的熱情演奏也對音樂的發展起了重大作用。
在祝福了喬治和洛蓮之後，馬丁匆匆趕緊往鍾樓去見布朗博士。他想告訴布朗博士他未來將要被槍殺的事，卻被博士拒絕。雖然意外不斷發生，但馬丁終於成功地利用閃電能量回到了1985年。而博士也因為讀了馬丁留下的信而采取了預防措施，從恐怖分子的槍下幸免於難。
馬丁悄然回到家中。第二天起來，他驚訝地發現家中一切都發生了變化。由於馬丁在1955年的努力，使喬治成了一個充滿自信的成功者，而貝夫則成了擦車的傭人。馬丁終於又見到了珍妮。但就在此時，博士忽然從未來趕了回來。他告訴馬丁和珍妮他們的孩子在未來遇上了麻煩。馬丁還沒來得及從時間旅行中緩過勁來，就又和珍妮一起被拖上了改良後的時間機器飛向未來。
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