故事承接《奇趣特工队》系列动画第二全程节奏紧凑、环环相扣,尤其是对于内心世界的描述、意象,等等都将剧情层层推进。。凯奇、闪电猫、艾尔、嘟嘟公主,四名超能小英雄组成的奇趣特工队一如既往保护着小镇和平。然而一天,来自未来的少女青青突然出现,并向特工们传达了一件紧急状况。一名未来世界的坏蛋柠檬博士,企图穿越时空捣乱破坏所有关键时刻。为了保护世界,奇趣特工队义不容辞。他们化身超时空奇兵,乘上时空飞船,一起出发回到不同地域不同时代的过去,并和各个时代的伟人名人并肩合作,展开了一场了解过去,守护过去,拯救过去的时空大作战。