Série segue Lydia Belacqua (Dafne Keen), uma jovem aparentemente comum, mas corajosa, vinda de outro mundo. A sua procura por um amigo sequestrado leva-a a descobrir um enredo sinistro, que envolve crianças desaparecidas, e que vai tornar-se numa procura para entender um fenómeno misterioso.

O elenco conta ainda com Ruth Wilson (vencedora de um Globo de Ouro com "The Affair"), no papel de Sra. Coulter, Lin-Manuel Miranda (vencedor de um Tony Award com "Hamilton"), enquanto Lee Scoresby, James McAvoy (nomeado para um Globo de Ouro por "Expiação") no papel de Lord Asriel, Clarke Peters ("The Wire" e "Treme" da HBO) como O Mestre do Jordan College, James Cosmo enquanto Farder Coram e Anne-Marie Duff como Ma Costa, com Will Keen como MacPhail e Ariyon Bakare como Lorde Boreal.

'Mundos Paralelos' é produzida pela Bad Wolf e pela New Line Cinema para a BBC One e HBO. Os produtores executivos da série são: Dan McCulloch, Jane Tranter, Joel Collins e Julie Gardner para a Bad Wolf; Philip Pullman, Jack Thorne, Tom Hooper e Otto Bathurst; Deborah Forte, Toby Emmerich e Carolyn Blackwood para o New Line Cinema; e Ben Irving e Piers Wenger, da BBC One.