Нобита Ноби — ученица четвёртого класса японской школы. Её ленивый и капризный характер создаёт проблемы с учёбой, что грозит отчислением и может негативно отразиться на её будущем. Ситуацию берётся исправить Дораэмон, синий кот-робот из будущего. Он обладает четырёхмерным карманом, в котором хранятся различные гаджеты и устройства, созданные с применением технологий его времени. Однако эти инструменты часто используются не по прямому назначению: для слежки, подглядывания или простых розыгрышей.

Дораэмон намерен помочь Нобите изменить своё отношение к учёбе и жизни. Вместе с друзьями они регулярно оказываются в необычных и комичных ситуациях, вызванных как обычными школьными проблемами, так и применением футуристических устройств. Разрешение этих ситуаций часто требует от героев не только использования гаджетов, но и собственной смекалки. Сюжет строится вокруг повседневных событий, в которых проверяется, сможет ли Нобита исправить своё положение с помощью Дораэмона.