Cette série comique suit la vie de Leonard Hofstadter et Sheldon Cooper, deux scientifiques surdoués et geeks qui vivent en colocation à Pasadena, une ville de l'agglomération de Los Angeles en Californie.
Ils occupent leur temps libre avec leurs amis Howard Wolowitz et Rajesh Koothrappali, geeks eux aussi, à jouer à des jeux vidéo, regarder des séries ou des films de super-héros, jouer à des jeux de rôles et discuter de théories scientifiques.
Leur univers routinier est perturbé lorsque Penny, une jolie jeune femme qui rêve de devenir actrice, s'installe dans l'appartement d'en face.
L'effet comique de la série repose sur le contraste entre l'intelligence et la "geekitude" de Leonard et Sheldon et le bon sens de Penny, une Américaine moyenne, spontanée et sans complexe, qui incarne leur exact opposé.
Le saviez-vous ?
Chuck Lorre, le scénariste de The Big Bang Theory, est également le créateur de la série TV d'animation franco-américaine MASK diffusée en France dans les années 80.