La série se centre sur Dexter, un petit garçon roux âgé de dix ans, surdoué, portant des lunettes et vêtu d'une blouse blanche, créateur et détenteur d'un laboratoire secret équipé d'une technologie avancée et sophistiquée, dont la principale entrée se situe derrière la bibliothèque de sa chambre. L'accès à ce laboratoire est uniquement ordonné à l'aide de mots de passe vocaux ou de quelques manipulations à exécuter (comme tirer un livre spécifique). Dexter est en conflit permanent avec sa grande sœur, Dee Dee, une jeune fille blonde habillée en danseuse de ballet, qui arrive d'une façon mystérieuse à toujours accéder à son laboratoire malgré les tentatives de Dexter pour l'en empêcher. Habituellement, Dee Dee, une fois à l'intérieur du laboratoire, s'amuse à détruire les créations de son petit frère comme en appuyant sur un bouton d'autodestruction. Malgré son esprit plutôt simple, Dee Dee arrive de temps à autre à réfléchir d'une manière plus rationnelle que Dexter, ou lui donne parfois même des conseils. Dee Dee joue occasionnellement avec deux autres filles de son âge, Lee Lee et Mee Mee, et possède également un ami imaginaire du nom de Koosalagoopagoop, ou simplement Koosy, un joyeux monstre jaune anthropomorphe.
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