一辆来自澳洲的淘气小赛车艾斯，参加世界巡回比赛时路过了多多岛。从未离开过多多岛的小火车托马斯听到艾斯游历世界的见闻后，也决定展开自己第一次的全球大冒险！他和新的朋友——来自非洲肯尼亚的女性火车妮亚，一起越过沙漠、丛林还有危险的高山，横跨非洲、南美洲、中美洲、北美洲和亚洲等五大洲，体验前所未见的壮丽景色和异国风情，用友谊、智慧与勇气写下了属于自己成长冒险之旅。

在美丽的多多岛上，热心助人的托马斯是一辆可爱的火车头，他是一个完美主义者，最喜欢帮助别人，不过也常常因为过分热心而令自己卷入麻烦中。但是他乐观开朗，很快就会忘记不愉快的事，所以时常都是笑口常开、心情愉快。托马斯有很多的火车好朋友，他们团结友爱、互相帮助并且勤奋热情地工作，他们每天都会接载不同的乘客，因而发生了不少趣事，从中更认识到公平和友爱的重要。