Der zwölfjährige Lewis hofft darauf, endlich Teil einer Familie zu werden. Er sehnt sich schrecklich nach seiner Mutter, die ihn einst im Waisenhaus abgab. Um sie zu finden, entwickelt der geniale Junge schließlich einen Memory-Scanner, mit dessen Hilfe er erfahren will, was seine Mutter dazu bewog, ihn zu verlassen. Doch gerade als er seine Erfindung einem staunenden Publikum bei einer 'Jugend forscht'-Veranstaltung präsentieren will, taucht ein Besucher aus der Zukunft auf, der Lewis in seiner Zeitmaschine mitnimmt. Wilbus Robinson heißt der Teenager, der dem neuen Freund gleich seine ziemlich verrückte aber schrecklich sympathische Familie vorstellt. Bei ihnen fühlt sich Lewis so wohl wie noch nie. Doch die Zukunft, die Robinsons und sein eigenes Schicksal werden bedroht vom finsteren Mann mit Melone, der es unerklärlicherweise auf den kleinen Erfinder abgesehen hat...