Gravity Falls raconte les aventures des jumeaux Pines, Dipper le frère et Mabel sa sœur, âgés de 12 ans, dont les plans pour l'été sont anéantis lorsque leurs parents les envoient chez grand-tonton Stan à Gravity Falls.
Cricket Green, un garçon de dix ans malicieux et optimiste, quitte sa campagne natale pour s'installer dans une grande ville avec sa famille, qui rapidement ne se sent pas vraiment à sa place dans ce nouvel environnement..