Doraemon è un gatto robot antropomorfo che viene inviato indietro nel tempo da Sewashi Nobi, nipote di Nobita Nobi, al fine di alterare il futuro.
La vita di Nobita e di tutti i suoi discendenti, senza l'arrivo di Doraemon, sarebbe caratterizzata da miseria, sfortuna e problemi finanziari. L'obiettivo quindi del super gatto è quello di aiutare il pigro Nobita nell'affrontare le difficoltà di tutti i giorni: nella scuola, nelle amicizie e negli affetti.
Doraemon è un gattone celeste con una tasca marsupiale chiamata "gattopone", dalla quale estrae gadget, medicine e strumenti provenienti dal futuro, come ad esempio il "Copter", un piccolo accessorio con un elica da mettersi sulla testa per volare o la "Dokodemo porta", una porta che permette di andare in qualsiasi posto.
Nonostante le buone intenzioni di Doraemon, Nobita spesso utilizza i suoi gadget in modo improprio mettendosi nei guai, costringendo il robot ad intervenire, anche quando è preso di mira dai bulli del quartiere, Gian Goda e dal suo braccio destro Suneo Honekawa, un ragazzo ricco e viziato.
I problemi di Nobita sono anche di natura sentimentale; è infatti innamorato di Shizuka Minamoto, una sua compagna di scuola, che però non corrisponde il sentimento.
Riuscirà il nostro eroe a migliorare la vita del pasticcione Nobita?