エメット・ブラウン博士ことドクが「DMC-12」をベースに発明・製作した車型タイムマシン、通称「デロリアン」。1955年の冒険を終え、1985年へと戻ってきたマーティ・マクフライの眼前に現れたデロリアンは、家庭ごみを燃料として発電する超小型の核融合炉「ミスター・フュージョン」や、車で空を飛ぶことができる飛行機能など、2015年の「未来」の技術を搭載した高性能なタイムマシンへと姿を変えていた。
デロリアンから降り立ったドクは、マーティと彼の恋人ジェニファーを連れて2015年へタイムトラベルする。その目的は、後に夫婦となるマーティとジェニファーの息子が起こす事件を未然に防ぐことだった。