大ヒット映画『バック・トゥ・ザ・フューチャー』三部作を基にした本シリーズは、最後の映画の出来事の「後」を舞台に、マーティ・マクフライとドク・ブラウンがデロリアンタイムマシンで繰り広げる冒険が続く。旅に加わるのは、クララ（『バック・トゥ・ザ・フューチャー PART3』のドクの妻）、ジュールとヴァーン（二人の息子）、犬のアインシュタイン、そしてジェニファー（マーティのガールフレンド）。そしてどうやらどの時代にもタネンがいるらしく、ビフの親族が次々と現れては衝突を引き起こす。メアリー・スティーンバージェンとトム・ウィルソンは映画から同じ役で登場。番組の実写パートでは、クリストファー・ロイドがドク・ブラウン役を再演し、ビル・ナイが加わって番組内で使用される実験を行った。