Cette série comique suit la vie de Leonard Hofstadter et Sheldon Cooper, deux scientifiques surdoués et geeks qui vivent en colocation à Pasadena, une ville de l'agglomération de Los Angeles en Californie.
Ils occupent leur temps libre avec leurs amis Howard Wolowitz et Rajesh Koothrappali, geeks eux aussi, à jouer à des jeux vidéo, regarder des séries ou des films de super-héros, jouer à des jeux de rôles et discuter de théories scientifiques.
Leur univers routinier est perturbé lorsque Penny, une jolie jeune femme qui rêve de devenir actrice, s'installe dans l'appartement d'en face.
