Akcja serialu rozgrywa się w gigantycznym, tajemniczym i pozornie nieskończonym pociągu podróżującym przez jałowy krajobraz, którego wagony zawierają różne dziwaczne, fantastyczne i niemożliwe środowiska. Pasażerowie pociągu przechodzą od wagonu do wagonu, wykonując zadania, które pomagają im rozwiązać traumę psychiczną i problemy emocjonalne. Każdy sezon Pociągu do nieskończoności (nazywany „księgą”, każdy z własnym osobnym podtytułem) ma własną fabułę i zestaw postaci, chociaż niektóre postacie pojawiają się w wielu sezonach.
Wszystkie cztery sezony Pociągu do nieskończoności zyskały uznanie krytyków za złożone motywy i postacie, scenariusz, wyjątkowość, styl animacji wizualnej i aktorstwo głosowe. W sierpniu 2020 roku Dennis stwierdził, że chociaż chciał kontynuować serię w sumie przez osiem sezonów, większość osób pracujących przy serialu została zwolniona, a serialowi grozi nieprzedłużenie na piąty sezon;