In Quantum Conundrum, i giocatori vestono i panni di un ragazzino lasciato alla porta di casa di suo zio per il fine settimana; suo zio è il geniale ed eccentrico inventore, il professor Fitz Quadwrangle. Entrando nella vasta casa padronale del Professore, dotata di una tecnologia pazzesca per testare le sue ultime ipotesi, i giocatori si rendono subito conto che lo zio è scomparso. Fortunatamente, i giocatori avranno presto accesso all'ultima invenzione del Professor Quadwrangle, l'Inter-Dimensional Shift Device, che, premendo un pulsante, sposterà il mondo che li circonda in una dimensione completamente nuova. Per trovarlo, i giocatori devono usare il nuovo dispositivo IDS per cambiare dinamicamente il mondo da e verso una varietà di dimensioni diverse per progredire nel complicato Quadwrangle Manor. Durante il viaggio, diventare abili nell'utilizzare le varie dimensioni li aiuterà a passare da una stanza bizzarra e impegnativa all'altra. Potrebbe sembrare abbastanza facile, ma è un'impresa ardua per un bambino in un gigantesco maniero