Ilmuwan eksentrik Rintarou Okabe memiliki rasa haus yang tidak pernah berhenti untuk melakukan eksplorasi ilmiah. Bersama dengan temannya yang cerewet namun bermaksud baik, Mayuri Shiina, dan teman sekamarnya, Itaru Hashida, Rintarou mendirikan Laboratorium Gadget Masa Depan dengan harapan dapat menciptakan inovasi teknologi yang membingungkan jiwa manusia. Terlepas dari klaim kehebatannya, satu-satunya “gadget” penting yang telah diciptakan ketiganya adalah microwave yang memiliki kekuatan membingungkan untuk mengubah pisang menjadi goo hijau.
Namun, ketika Rintarou memutuskan untuk menghadiri konferensi ahli saraf Kurisu Makise tentang perjalanan waktu, dia mengalami serangkaian kejadian aneh yang membuatnya percaya bahwa ada lebih banyak hal tentang gadget “Telepon Microwave” daripada yang terlihat. Tampaknya dapat mengirim pesan teks ke masa lalu menggunakan microwave, Rintarou mencoba-coba lebih jauh dengan “mesin waktu,” menarik kemarahan dan perhatian organisasi misterius SERN.
Karena penemuan baru ini, Rintarou dan teman-temannya mendapati diri mereka dalam bahaya yang selalu ada. Saat dia bekerja untuk mengurangi kerusakan yang disebabkan oleh penemuannya pada garis waktu, dia tidak hanya berjuang untuk menyelamatkan orang-orang yang dicintainya, tetapi juga melawan kewarasannya yang menurun.
