Lewis es un inteligente huérfano de doce años que tiene en su haber una sorprendente lista de ingeniosos inventos. Su último y más ambicioso proyecto es el Escáner de Memoria, una máquina que le ayudará a encontrar a su madre biológica y volver a tener una familia. Pero cuando se dispone a probarla en la Feria de Ciencias de su colegio, el malvado Hombre del Bombín y su diabólico e inseparable sombrero-robot Doris sabotean su invento para poder robarlo y venderlo a una compañía. El desánimo de Lewis no dura mucho tiempo, ya que conoce a un extraño muchacho llamado Wilbur Robinson, quien le cuenta una extravagante historia sobre máquinas del tiempo y hombres malvados con objeto a animarle a recuperar su invento. Pero ante la incredulidad de Lewis, a Wilbur no le quedará otro remedio que llevarlo al sitio de done proviene: el futuro.
Es la primera vez en la historia de Walt Disney que se altera una secuencia de una película. En la versión original, en un momento dado, se ve la imagen del actor Tom Selleck en una fotografía que representa al padre de Wilbur; pues bien, en la versión española, Selleck es sustituido por el cantante Raphael.
