Теория большого взрыва рассказывает о двух выдающихся ученых, чьи интеллектуальные способности поражают воображение. Леонард Хофстедтер и Шелдон Купер блестяще разбираются в сложнейших законах физики и квантовых явлениях, но оказываются совершенно беспомощными в обычных жизненных ситуациях. Их гениальность, позволяющая постигать тайны мироздания, становится бесполезной при попытках построить простые человеческие отношения.
Эти два физика-теоретика, живущие по соседству в Пасадене, демонстрируют поразительную неспособность к социальному взаимодействию. Особенные трудности возникают у них при общении с представительницами прекрасного пола, где их научные знания и логический подход оказываются совершенно неприменимы. Однако судьба готовит им неожиданный поворот, когда в их размеренную жизнь врывается новая соседка - очаровательная официантка Пенни.
С ее появлением привычный мир Шелдона и Леонарда начинает кардинально меняться. Девушка с незаурядным жизненным опытом, но без научного образования, становится для них проводником в сложный мир человеческих эмоций и отношений. В сериале Теория большого взрыва зритель становится свидетелем забавных и трогательных ситуаций, когда высокий интеллект сталкивается с житейской мудростью, а научные теории проверяются на прочность реальной жизнью.