En Quantum Conundrum, los jugadores asumen el papel de un niño que pasa el fin de semana en la puerta de su tío; resulta que su tío es el brillante y excéntrico inventor, el profesor Fitz Quadwrangle. Al entrar en la enorme casa señorial del profesor, equipada con una tecnología descabellada para poner a prueba sus últimas hipótesis, los jugadores se dan cuenta rápidamente de que su tío ha desaparecido. Afortunadamente, los jugadores pronto tendrán acceso al último invento del profesor Quadwrangle, el dispositivo de cambio interdimensional, que, con solo pulsar un botón, trasladará el mundo que los rodea a una dimensión completamente nueva. Para encontrarlo, los jugadores deben usar el dispositivo IDS recién descubierto para cambiar el mundo de forma dinámica hacia y desde una variedad de dimensiones diferentes para avanzar por la complicada mansión Quadwrangle. Durante el viaje, convertirse en expertos en utilizar las distintas dimensiones les ayudará a viajar de una habitación extraña y desafiante a la siguiente. Puede parecer bastante fácil, ¡pero es una tarea difícil para un niño en el gigantesco rompecabezas de una mansión!