A série é estrelada por Martin Mystery e sua meia-irmã Daiana Lombard. Eles trabalham para a organização secreta "O Centro", a qual misteriosamente protege as pessoas da Terra dos extraterrestres e ameaças sobrenaturais. Mas nem todo mundo que trabalha na organização é humano. O pequeno Billy, de pele verde, é um dos melhores amigos de Martin na organização "O Centro", e infelizmente não acompanha Martin e Diana em seus casos. Quem dá uma força é Java, um homem das cavernas de 200 mil anos, que trabalha na cafeteria da escola, onde Diana e Martin estudam. A menos paciente desta equipe é Diana, ela tem opiniões diferentes de Martin e isso faz o trabalho da dupla tornar-se um tanto hilário em alguns momentos. No entanto, Diana admite que Martin consegue alcançar bons resultados, pois somente ele mantém o seu fascínio em descobrir melecas e outras coisas nocivas, tudo para salvar o mundo e continuar na rotina da escola.

3 temporadas, 67 episódios com 22 min cada.