O cientista Samuel Beckett (Scott Bakula), doutor em diversas áreas e possuidor de QI elevado, trabalhava no projeto Quantum Leap. Seu objetivo era tornar possível a viagem no tempo e começou a trabalhar arduamente para não perder as verbas do projeto que já estava perto de ser cancelado. Em conseqüência disso, Sam resolveu ser cobaia no experimento e começou a viajar pelo tempo assumindo a identidade de outras pessoas no passado.

Quando assume a identidade de uma pessoa, esta troca de lugar com Sam, é dessa maneira que ele viaja para o futuro e assume a identidade do Dr. Al Beckett (Dean Stockwell). As pessoas ao seu redor, incluindo Al, o enxergam com a imagem de Sam. Enquanto está preso no passado, ele precisa corrigir o erro cometido por aquela determinada pessoa cuja identidade ele assumiu, para que assim, ele possa viajar novamente e assumir a identidade de outra pessoa em outro lugar ou época.

Na série quem está ao seu redor de Sam enxerga a pessoa cuja identidade ele assumiu, mas o telespectador consegue ver apenas Sam. Somente quando se olha no espelho, é que ele, e nós, temos uma idéia de sua aparência.

Elogiada pela crítica, a série foi indicada duas vezes para o Emmy como melhor seriado dramático, sem nunca vencer. Scott Bakula ganhou o Globo de Ouro de melhor ator e Dean Stockwell o Emmy de ator coadjuvante em anos diferentes.