A série mostra aventuras e mistérios inspirados nas histórias reais de viagens de verão do criador, diretor e produtor, Alex Hirsch, e sua irmã gêmea durante visitas familiares quando crianças.
Em Gravity Falls: Um Verão de Mistérios, os personagens Dipper e sua irmã Mabel passam as férias de verão em uma cidade curiosa em Gravity Falls (Oregon) com seu tio-avô Stan. Lá Dipper descobre um diário secreto que muda completamente o significado de suas férias.
O programa usa mensagens invertidas, enigmas e uma variedade de códigos e criptogramas para os espectadores desvendarem a fim de descobrir mensagens secretas que podem ser vistas nos créditos finais ou escondidas ao longo dos episódios
A personagem de Mabel é baseada na irmã gêmea de Alex Hirsch, Ariel. Alex Hirsch também usou seu próprio avô como inspiração para Grunkle Stan
Alex Hirsch baseou toda a série no emocionante verão que desejava ter com sua irmã gêmea, Ariel, quando crianças. Como a maioria de seus verões reais era muito tedioso, Hirsch passava o tempo sonhando acordado sobre como encontrar gnomos ou resolver mistérios