L’intrigue relate le voyage dans le passé d’un adolescent, Marty McFly, à bord d’une machine à voyager dans le temps fabriquée par le docteur Emmett Brown à partir d’une voiture de modèle DeLorean DMC-12. Parti de l’année 1985 et propulsé le , Marty, aidé du « Doc » de 1955, doit résoudre les paradoxes temporels provoqués par ses interventions dans le passé et trouver le moyen de faire fonctionner la machine pour retourner à son époque d’origine.

Alors que le film était prévu comme film unique, son succès commercial donne lieu à deux suites,  Retour vers le futur 2 (1989) et Retour vers le futur 3 (1990), qui forment une trilogie.