タイムトンネルのある科学センターでは、転送先の状況はモニターできるが、ダグとトニーの2人と会話することが困難である場合が多いため[4]、2人が気づかずに現代から様々なサポートを行ない、最終的には2人を現代へ帰還させようと努力する[5]。しかし、未完の装置であるために失敗、異なる時代に転送してしまう。ドラマは各エピソード毎に歴史上の事件に遭遇し、危機的状況にありながらも事態を収拾し、その後に転送により時間を漂流する、という一話完結形式で展開されていく。ハレー彗星の地球接近に伴うパニック、トロイの木馬、マルコ・ポーロの冒険など歴史上の有名な事件が毎回登場し、各時代ごとで危機に陥りながら活躍する主人公の姿が史実やその裏話的エピソードを交えて描かれていく。

物語の大部分は過去の世界で歴史上の出来事を交えて展開され、未来へ行ったことは少ない。最も遠い未来は西暦100万年の世界で、タイムトンネルを破壊しようと核爆弾を仕掛けてトンネルで時間の世界に逃亡した外国スパイをダグとトニーが追ったものである。同じ話の中で転送によって今度は紀元前100万年の世界に送られるが、これが最も過去に行った記録である。しかし、全体では19世紀が12回、20世紀（未来の話は除く）が7回と一般的なアメリカ人なら誰もが知っている近過去の有名エピソード（リンカーンの暗殺、カスター将軍の最期、ビリー・ザ・キッド、アラモの戦いなど）から多く話が取られている。物語は、歴史に取材しているだけに重厚な筋運びのものが多いが、過去や未来の世界で地球を侵略しようとする異星人と遭遇したり、アーサー王に仕えた魔法使いが現われて魔法で主人公やタイムトンネルのスタッフを翻弄したり、ローマ皇帝ネロの亡霊[6]が現われたりと、超自然的な物語展開を見せる場合もあった。

そして日本では最終回となった「火山の島」のラストは転送空間で漂う2人の姿を映しながら、「タイムトンネルは未完成である」とのナレーションで終わる。
配役
レギュラー

トニー・ニューマン（ジェームス・ダーレン、声:宗近晴見）博士、若き科学者。第一話で1938年生まれと言っていたが、第四話では真珠湾攻撃(1941年)のとき僕は7歳と証言しており数字の辻褄が合わない。

ダグ・フィリップス（ロバート・コルバート（英語版）、声:小笠原良知）博士、プロジェクトの責任者。

アン・マグレガー（リー・メリーウェザー、声:友部光子）博士、唯一の女性科学者。

ヘイウッド・カーク（ホイット・ビッセル（英語版）、声:小山源喜）中将、所長。本人曰く、先祖はスコットランドから来たらしい。

レイモンド・スウェイン（ジョン・ザレンバ（英語版）、声:久米明）博士、老科学者。

ゲスト

ニモン（ロバート・デュヴァル、声:金内吉男）

マルコム・スミス船長（マイケル・レニー、声:大木民夫）

放映一覧

邦題原題日本放映日米国放映日時代場所エピソード・登場人物
過去との出会いRendezvous With Yesterday1967年4月8日1966年9月9日1912年4月13日大西洋上タイタニック号導入編、タイタニック号の沈没
月への一方通行One Way To The Moon1967年4月15日1966年9月16日1978年宇宙船・月米国の火星探査計画
世界の終わりEnd Of The World1967年4月22日1966年9月23日1910年5月21日アメリカ国内ハレー彗星の接近
トロイの神々[7]Revenge Of The Gods1967年4月29日1966年10月21日紀元前1184年ギリシャ・トルコ国境トロイの木馬、ユリシーズ、ヘレン、パリス
カスター将軍の最後Massacre1967年5月6日1966年10月28日1876年6月米サウスダコタ州リトルビッグホーンリトルビッグホーンの戦い、シッティング・ブル、クレイジー・ホース