Nobita Nobi es un colegial de 10 años. Un día, un gato azul -que en realidad es un robot- sale del cajón de su escritorio. Dice llamarse Doraemon y proceder del siglo XXII, desde donde ha sido enviado por el bisnieto de Nobita, ya que por culpa de él toda la familia, a lo largo del tiempo, vivirá en la pobreza.
Para cambiar su destino, Doraemon ha viajado al siglo XX para prevenir a Nobita y ayudarle en todo lo que sea necesario. Desde luego, es una tarea harto difícil, ya que Nobita es el niño más debilucho, vago y torpe de su clase. Para colmo, sufre el mal genio del gordo tiránico Chaian y de su "pelota" oficial, Tsuneo. Suerte que en el grupo también está la dulce Shizuka, de la que está enamorado.
Con este panorama, Doraemon tendrá que hacer uso frecuente del bolsillo de 4 dimensiones que tiene en la barriga, donde guarda todo tipo de artefactos de última tecnología que se han inventado en el futuro. Con ellos Doraemon intentará ayudar a Nobita, pero Nobita tiene el mal hábito de emplearlos mal y conseguir meterse en aún más problemas.
La primera serie sobre las correrías de Nobita y Doraemon constó de 26 episodios. La creación del tándem Fujio-Fujiko, populares creadores de obras infantiles ("Ninja Hattori-kun", "Pockonyan") volvió en 1979 con una segunda serie que se emite ininterrumpidamente desde entonces, habiendo continuado incluso más allá de la muerte de sus autores.