Deux jumeaux orphelins, Ellie et Sam, sont envoyés vivre dans le domaine mystérieux de leur tante excentrique, le docteur Catherine Evermor dans le comté de Sauk dans le Wisconsin. Les deux enfants vont faire la découverte d'une machine appelée "Forevertron" qui va leur permettre de parcourir de nombreuses dimensions parallèles. Leurs aventures commencent...