Действие развивается вокруг жизни четверых друзей-учёных, которые обладают выдающимися умственными способностями, но сталкиваются с трудностями в социальном общении, особенно с противоположным полом. Основной фокус сериала вращается вокруг их взаимодействия друг с другом, окружающим миром и их соседкой, чья жизнь отличается от их интеллектуального и "гиковского" уклада.
Главные герои — это Леонард Хофстедтер и Шелдон Купер, два молодых физика, которые делят квартиру в Пасадене, штат Калифорния. Их интеллектуальные способности контрастируют с неумением справляться с повседневными ситуациями и социальными отношениями.
Их компания дополняется ещё двумя друзьями — Говардом Воловицем, застенчивым инженером, страдающим от гиперопеки своей матери, и Раджешем Кутраппали, астрофизиком из Индии, которому крайне сложно общаться с женщинами (особенно в начале сериала). Их мир меняется, когда в квартиру напротив поселяется Пенни, красивая, общительная и жизнерадостная официантка (а также начинающая актриса), которая становится частью их маленькой группы.