Dans Quantum Conundrum, les joueurs incarnent un jeune garçon déposé à la porte de son oncle pour le week-end ; il se trouve que son oncle est le brillant et excentrique inventeur, le professeur Fitz Quadwrangle. En pénétrant dans le vaste manoir du professeur équipé d'une technologie de pointe pour tester ses dernières hypothèses, les joueurs se rendent rapidement compte que leur oncle a disparu. Heureusement, les joueurs auront bientôt accès à la dernière invention du professeur Quadwrangle, le dispositif de changement interdimensionnel qui, en appuyant sur un bouton, fera passer le monde qui les entoure dans une toute nouvelle dimension. Pour le retrouver, les joueurs doivent utiliser le nouveau dispositif IDS pour transformer le monde de manière dynamique vers et depuis différentes dimensions afin de progresser dans le complexe Manoir Quadwrangle. Pendant le voyage, apprendre à utiliser les différentes dimensions les aidera à passer d'une pièce étrange et difficile à l'autre. Cela peut sembler assez simple, mais c'est un défi de taille pour un enfant dans un puzzle géant représentant un manoir !