A historia transcorre despois dos acontecementos da película, onde Jimmy Neutron segue inventando cousas novas para facilitarlle a vida, divertirse ou salvar ao mundo ou á xente de Retrovilla cando un dos seus inventos causa problemas. Ao mesmo tempo, trata os problemas que atravesa calquera neno como familia, amizade e escola.
Debi Derryberry como Jimmy Neutron, é un xenio pero ten problemas para adaptarse aos seus compañeiros, polo que conta coa axuda dos seus amigos Caio e Sheen.
Jeffrey Garcia como Sheen Estevez, é o máis excéntrico de todos, hai dúas cousas que Sheen adora na vida, en primeiro lugar a súa boneca Ultra Lord e a outra é a moza Libby.
Rob Paulsen como Carl Wheezer, é alérxico a case todo. Encántanlle as lapas e está certo namorado da nai de Jimmy.
Carolyn Lawrence como Cindy Vortex, é unha nena de 11 anos e é o segundo neno máis intelixente da escola, o rival e veciño de Jimmy, sempre pelexan por ver quen é máis intelixente, pero hai un motivo para iso porque no fondo están namorados outra.
Crystal Scales como Libby Folfax, é unha nena de 10 anos e é a mellor amiga de Cindy Vortex
Frank Welker como Goddard, é un can robot que Jimmy construíu xa que os seus pais non lle deixaban ter un de verdade.
Mark DeCarlo como Hugh Neutron, é o pai de Jimmy. É un pouco parvo pero ten un gran corazón e sempre está disposto a axudar ao seu fillo (aínda que non queira a súa axuda).
Megan Cavanagh como Judy Neutron, é a nai de Jimmy. Judy fai todos os traballos domésticos como limpar, arranxar o coche e limpar o desastre de Jimmy.
