Нобита Ноби учится в четвертом классе японской школы. Ее ленивый и капризный характер создает проблемы с учебой, что грозит отчислением и может негативно повлиять на ее будущее. Ситуацию берется исправить Дораэмон, синий кот-робот из будущего. Он обладает четырехмерным карманом, в котором хранятся различные гаджеты и технические устройства. Однако эти изобретения часто применяются не по назначению: для слежки, подглядывания или простых розыгрышей.

Дораэмон помогает Нобите и ее друзьям в учебе и повседневной жизни, что приводит к различным курьезным ситуациям. Разрешение этих ситуаций часто зависит от сообразительности и усилий самой Нобиты. Сюжет строится вокруг взаимодействия школьницы с роботом, использования технологий будущего и их последствий в настоящем времени.