De serie draait om Jimmy Neutron, een wonderkind met een uitzonderlijk hoog IQ. Zijn echte naam is James Isaac Neutron, maar hij wordt meestal Jimmy Neutron of Jimbo genoemd. Jimmy is een geniaal uitvinder van tien jaar oud, maar zijn uitvindingen gaan vaak verkeerd en veroorzaken vaak rampen die de stad beschadigen, de inwoners van Retroville boos maken of zelfs ervoor zorgen dat de mensheid bijna vernietigd wordt.