女高中生河本加奈和她的朋友pez、圣、阿满过着平常又有趣的日子，直到骑着机车的宇宙警察晴子闯入她们的生活。与此同时，这个世界正在遭遇外星人的侵略……

　　2013年，瑞士的原子核研究机构“CERN”——
　　在希格斯玻色子这一发现的暗影之下，某个秘密计划启动了。
　　这一计划的名称是“Niantic计划”。
　　其目的是研究干涉人类精神的未知物质。
　　被称为“奇异物质（XM）”的这种物质，
　　自古以来就感应着人们的精神及能力，甚至给人类的历史带来了极大的影响。
　　世界各国的机关暗中进行着这项研究。
　　XM被视为人类的希望或是威胁，
　　大国及巨大企业为此而爆发了争夺战。
　　接受XM的力量，并准备将其利用于人类进化的“启蒙军”。
　　将XM视为威胁，并准备控制它的“反抗军”。
　　世界划分为这两大阵营，至今仍在持续着争斗。
　　在这个世界发生的争斗背后，正是XM的存在。
　　之后，2018年——。
　　以东京和世界为舞台，围绕着XM的新战斗开幕。
　　将动画、在线位置信息游戏以及现实连结起来，
　　从未体验过的全新“增强现实娱乐”开始了。
　　。

　　在本作舞台的2030年代世界中，被称为“西欧财阀”的巨大组织利用财力、武力进行世界规模的彻底性资源管理，所以技术以及人类的进步正停滞不前。因此表面上技术从2000年代起就没有改变。 此作的世界观与TYPE-MOON多作共通的世界观基本设定一致，但却是从TYPE-MOON多作共通世界观的1970年代派生出来的平行世界，而并不单纯是月姬和Fate等作品的未来。 在这个世界中大源的魔力(Mana)已经枯竭了。因此TYPE-MOON多作共通的世界观中的“魔术(Magi)”和“魔术师(Magus)”几乎都衰落了，魔术协会也只余下本来就不太依赖魔力的“阿特拉斯院”。

位于东京西部的巨大“学园都市”。在总人口达230万人，其中约8成是学生的这座都市中，实施着超能力开发的特殊课程，学生们的能力被给予从“无能力Level 0”到“超能力Level 5”的六阶段评价。高中生上条当麻，也是住在学园都市的学生之一。他由于隐藏在右手中的力量——只要是异能之力，就连神的加护都能消除的“幻想杀手Imagine Breaker”，而被评价为名落孙山的“无能力”，过着充满不幸的人生。而上条的学生生活，由于暑假开始时从天而降的纯白修女而发生了巨大的变化。自从与逃离“魔法”世界的她——“禁书目录茵蒂克丝”相遇开始，上条就被卷入了各种各样的事件中。统率学园都市的“科学”方、与茵蒂克丝关联的“魔法”方，在惊险地解决双方事件的过程中，他的人际关系也逐步扩展。之后，魔法一方的十字教最大宗派罗马正教，终于注意到上条的存在……。如同呼应魔法方一般，科学方的学园都市也有所动作。但也有与逐渐开始对立的世界动向抗争的人不断出现。那些通过与上条有所关联，而使命运大为改变的“英雄”们。他们挺身而出与世界对峙。如同上条当麻做过的那样。科学与魔法第三次交织之时，故事将大幅推进！！