Marty, simpatico ragazzotto americano, conosce il classico "scienziato pazzo", che ha sottratto un carico di plutonio a un gruppo di terroristi libici per alimentare la sua "creatura": un'automobile trasformata in macchina del tempo. Sarà proprio il simpatico adolescente a sperimentare l'efficacia del veicolo temporale, ritrovandosi proiettato in un 1955 che gli sembra alieno e misterioso quanto Marte. Nel passato, Marty rischia di combinare un bel pasticcio e di compromettere la sua stessa esistenza, facendo innamorare la sua futura madre: meglio tornare subito a casa, cioè nel futuro, approfittando di un prevedibilissimo (per lui) fenomeno meteorologico.