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布朗博士（克里斯托弗.洛伊德 Christopher Lloyd 饰）总是有些稀奇古怪的发明。在一次试验他发明的时光机器时，他找来了忘年交高中生马丁（迈克尔.J.福克斯 Michael J. Fox 饰）。岂料实验过程中博士被歹徒杀害了，马丁慌乱中架着时光机逃跑，回到了30年前。　　马丁遇到了30年前的父亲乔治（克利斯丁.格拉夫 Crispin Glover 饰）和母亲洛莲（莉.汤普森 Lea Thompson 饰）。马丁一边找寻30年前的布朗博士，好让自己回到未来；一边尽力撮合乔治和洛莲，以免自己在以后

时隔2年之后，小白鼠史都华（迈克尔·J·福克斯配音）又出现在观众面前，现在的史都华不但拥有了自己的小汽车，还加入了学校的足球队，一幅意气风发的样子。唯一让他心烦的事，就是妈妈在生了一个小妹妹玛萨之后，不自觉地把爱和关注全都倾注到玛萨身上，而忽视了自己。一天，心烦意乱的史都华正开着自己的小汽车回家，巧遇到正在被猎鹰追捕的小鸽子玛格罗（梅兰妮·格里菲斯配音），在史都华的帮助下，玛格罗摆脱了猎鹰的追逐，一次惊心动魄的历险拉近了两个孤独心灵的距离，我们的史都华坠入了情网。

或许你和父亲之间，随着时光流逝，越发缄默无言。 想想他曾亲手为你制造了一个个奇幻、美丽非凡的世界。 那里有不可思议的怪兽、形同巨人的怪物、喷火的翼龙…… 我知道你曾对这个世界感同身受，在其中玩得不亦乐乎。 或许你已经长成了理智的大人，现在正过着平凡的生活。 可是内心深处那个充满幻想的小男孩呢？ 那些属于你和父亲之间的想象和创造力呢？ 是时候回家了。 这是一场刺激的冒险，是一次超越想象的神机奇缘。 这是一个关于父与子，幻想与发现的故事。 这是我们所有人的故事。