Dans Bienvenue chez les Robinson, Lewis, est un jeune inventeur en herbe qui a été laissé dans un orphelinat par sa mère quand il était enfant. Il n’a pas encore été adoptée et les craintes qu’il ne le sera jamais. Convaincu que sa mère de naissance lui voulez, il tente d’inventer une machine mémoire balayage dans l’espoir qu’il puisse la trouver. Il passe tout son temps sur le projet, ce qui provoque son colocataire Mike Yagoobian (Goob) de rester éveillé pendant des jours. Cela rend Goob se endormir au cours de son importante petit jeu de la ligue.
A la science de la foire de l’école de Lewis, Lewis est approché par un mystérieux garçon appelé Wilbur Robinson (Wesley Singerman), qui prétend être un «flic de temps » de l’avenir. Wilbur dit que un homme portant un chapeau melon a volé une machine de temps que Wilbur souhaite reprendre. Le sinistre ‘Bowler Hat Guy »(Stephen Anderson), envoie Doris (Ethan Sandler), son chapeau melon robotique à bras mécaniques, de saboter mémoire scanner de Lewis. Comme Lewis commence démonstration de l’utilisation de sa machine, il explose, jetant la foire de la science dans le chaos. Lewis se épuise, et le Bowler Hat Guy vole son scanner de mémoire sans surveillance. Wilbur dit Lewis pour revenir à la foire de la science et de réparer la machine. Pour prouver suspect Lewis qu’il vient du futur, Wilbur lui faut pour une machine de temps de vol pour les emmener à l’année 2037, trente ans avant.
Tout en donnant un tour de Lewis le monde fantastique de l’avenir, Lewis se rend compte qu’il peut utiliser la machine de temps à revenir en arrière et voir sa mère. Wilbur insiste qu’il revenir à fixer le scanner de mémoire, et tout en faisant valoir, ils planter la machine du temps. Wilbur demande Lewis pour le fixer, et Lewis accepte à la condition que Wilbur ramenez-le pour visiter sa mère après. Wilbur tente de cacher Lewis dans le garage de sa maison, mais Lewis quitte et rencontre le grand-père de Wilbur, Bud (Steve Anderson). Bud Lewis prend sur un tour de la maison, au cours de laquelle Lewis répond le reste de la famille Robinson qui aime se amuser et trop excentrique. Wilbur explique que son père, Cornelius, le seul membre de la famille Robinson que Lewis ne répondait pas, a inventé plusieurs des inventions futuristes tôt vu, y compris les machines de temps de frappe la devise «Continuer à avancer ». En dépit d’être fourni avec les bleus, Lewis est incapable de réparer la machine du temps.
Pendant ce temps, Bowler Hat Guy et Doris suivent Wilbur et Lewis à l’avenir et tentent de kidnapper Lewis afin qu’il puisse leur montrer comment son scanner de mémoire fonctionne après avoir échoué à le démontrer au InventCo. Pendant ce temps Les Robinsons offrent à adopter Lewis, mais changer d’avis quand ils découvrent que ce est du passé. Lewis se enfuit dans la misère après avoir découvert Wilbur lui a menti à propos de revenir pour voir sa mère, et rencontre le Bowler Hat Guy, qui l’entraîne dans sa machine de temps en promettant de lui apporter à sa mère.
Dans une pièce sombre, Lewis montre le Bowler Hat Guy comment utiliser son scanner de mémoire, mais ce dernier revient sur sa parole et lui ligote. Lewis interroge ce que le Bowler Hat Guy a contre lui. Il révèle que Lewis est Cornelius Robinson, faisant Wilbur son fils et les Robinsons sa famille. Comme Lewis aux prises avec la révélation, il répète sa question précédente. Le Bowler Hat Guy retourner sur une lumière, révélant qu’ils sont dans l’ancienne chambre de Lewis à l’orphelinat, ou comme il le prétend, leur ancienne chambre. Il se révèle comme un Mike Yagoobian ans et profondément aigri (Goob). Il dit Lewis qu’il est à blâmer pour une vie misérable des Goob, ayant gardé le manque de sommeil, lui faisant perdre son petit jeu de la ligue. Goob obsédé de cette défaite, effrayer ses chances à l’adoption, et est resté à l’orphelinat après sa fermeture, puis finalement venir à blâmer Lewis pour sa misère. Goob initialement prévu de se venger en vandalisant Robinson Industries, seulement pour répondre DOR-15 (Doris), une invention échoué et abandonné de Cornelius ». Ils coopèrent à voler la machine du temps, capable de voler parce que Wilbur a oublié de verrouiller la porte de garage, et comploté pour l’utiliser pour capturer et plagier première invention célèbre de Lewis, de ruiner la carrière de Lewis comme un inventeur. Lewis avertit que leurs actions peuvent modifier radicalement l’avenir, mais Goob ne se soucie pas. Lewis dit son vieil ami qu’il devrait simplement laisser aller de son passé et «Keep Moving Forward », récitant ailleurs sa devise avenir. Cependant, Goob trouve plus commode de blâmer Lewis.
Goob et Doris se préparent à présenter l’invention volé pour InventCo dans le passé. Wilbur et son robot Carl (Harland Williams) sauver Lewis et le scanner de mémoire et d’évasion. Comme ils font leur chemin de retour à la maison Robinson, Lewis frappe Wilbur à l’épaule pour avoir omis de verrouiller la porte de garage, révélant qu’il sait qu’il est son père. Puis, soudain, Doris détruit Carl et vole retour le scanner de mémoire, le retour à Goob que leur machine de temps disparaît. Le paysage autour de Lewis et Wilbur (encore dans l’avenir) se assombrit, et Wilbur disparaît dans l’oubli que l’histoire est réécrite. Lewis pénètre dans la maison abandonnée et découvre la mémoire scanner dans le garage. Regarde ses dossiers, il découvre que, après la production de masse de la mémoire-scanner, Goob également masse produit Doris, après quoi la multitude de chapeaux robotiques a pris le contrôle de leurs porteurs, quelque chose Goob ne avait pas prévu. Avenir utopique de Les Robinsons est remplacé par un empire industriel Doris contrôlée smog assombri, avec l’humanité réduite à esclaves.
Poursuivi par une armée de 15 DOR-chapeaux, Lewis parvient à réparer la machine du temps et l’utilise pour aller à l’instant précis et l’endroit où Goob signe le contrat au InventCo. Lewis provoque Doris à disparaître dans l’oubli en promettant qu’il ne sera jamais l’inventer. Lewis montre ensuite Goob l’avenir sombre Doris aurait créé, qui se transforme devant les yeux de nouveau dans l’avenir utopique. Après ils atterrissent près de la maison Robinson, Wilbur est ramené dans l’existence. Lewis obtient Wilbur à offrir pour les Robinsons à adopter Goob (après qu’il a frappé avec Goob karaté), mais Goob, honteux de ce qu’il a fait, les cuirs, puis se éloigne incertain de ce qu’il faut faire.
Cornelius (Tom Selleck) semble de retour de son voyage d’affaires et de panique sur la découverte des machines de temps pour être absent avant de rencontrer son jeune auto. Cornelius montre Lewis son laboratoire et souligne le scanner de mémoire, l’invention, il était le plus fier. Il rappelle Lewis que l’avenir ne est jamais gravé dans la pierre et ce qui importe est ce qu’il fait dans le présent. Wilbur remplit sa promesse de Lewis en visitant le moment où sa mère l’a abandonné. Lewis l’interrompt près de quitter l’enfant « lui », mais se arrête, le choix de son avenir Robinson sur une enfance avec sa mère.
Enfin, Lewis revient à son propre temps et empêche Goob de devenir le Bowler Hat Guy par lui se réveiller à temps pour attraper la balle qui le gagne la partie. Lewis revient alors à l’Expo-sciences et démontre son scanner de mémoire sur la juste juge de la science, le Dr Krunkelhorn (Laurie Metcalf), révélant qu’elle est adoptée la mère de Wilbur, Lucille. Lewis répond également à un jeune Franny, qui veut faire de grenouilles chanter. Bud et Lucille adoptent Lewis, qui surnommer Corneille et se met au travail bâtiment Carl dans un observatoire acheté par Bud et Lucile qui un jour devient la maison Robinson. Juste avant Lewis / Cornelius conduit hors avec Bud et Lucille, il se retourne et vagues à Goob, qui est également quitte l’orphelinat avec sa propre nouvelle famille. Bud et Lucille se déplacent dans la maison Lewis vit loin dans le temps où il poursuit sa inventer, l’accomplissement de son avenir.