世界各地の歴史、風土、文化などの不思議、謎、ミステリーについて、現地取材のレポートをスタジオで総合司会者と解答者がクイズやトーク形式で紹介する。1986年4月19日より放送開始され、30年以上に渡って放送されている長寿番組である。
各国の遺跡や自然遺産などをテレビ番組として初取材することも多く、日本のテレビメディアでは初めて2007年にエジプトのミイラ発掘現場で棺引き上げ作業を取材している。取材対象国は、日本、アメリカ、中国、フランス、イギリス、イタリア、エジプト、インド、ペルー、ドイツ、メキシコの順で各国に亘る。2000年代以降は、直近の公開予定映画とタイアップした企画が放送されることも多い。
2020年以降は新型コロナウイルスの世界的流行の影響で海外ロケに制約が発生していることに伴い、日本国内を題材にした回を例年より増やしたり、国外を取り上げる際も現地在住者をリポーターに起用するなどして対応している。
JNN28局で放送する日立グループの単独スポンサー番組で、1997年9月以前は日立製作所の一社提供番組だが、1997年10月以後は「日立グループ」各社の提供である。番組枠を越える企業名宣伝を回避するため、前番組『日立テレビシティ』時代と同様に番組表への記載とCMや前番組終了後のジャンクションでは「日立」を省き「世界・ふしぎ発見!」をタイトルに用いている。後述詳細も参照。『世界遺産』とは異なり、日本国内が取材対象の場合も地元系列局は制作協力に加わらない（ただし地元系列局向けに当該回の番宣CMを制作することはある）。
2006年4月8日からはハイビジョン化されており、2005年10月よりステレオとなる。
番組開始時のキャッチコピーは、「アタマもはしゃぐサタデーナイト」というものだった。