在并不遥远的未来世界，人类文明高度发达，一种被称作“武装神姬”的迷你机器人得到开发。她们全部为女性形象，身长为15cm左右，对于其所认定的主人，神姬们忠诚热情，为了主人、荣誉感或者仅仅一时的冲动，这些小人儿便可迅速变换出装备精良的铠甲投入战斗之中。某天，此前一直在海外生活的高中生理人，带着三名武装神姬回到祖国日本。她们分别是温柔体贴的安（阿澄佳奈 配音）、莽撞直爽的埃涅丝（水桥香织 配音）和有着些许迷糊性格的蕾奈（中岛爱 配音）。当然，平淡无奇的青春校园生活似乎与神姬们超精良的装备不大搭调，她们最主要的工作还是无微不至地照顾理人的日常起居，有趣的故事伴随着缓缓流淌的时光交替上演……

本片根据同名电子游戏改编。

每集列表

用语

职业神姬

与一般作为玩物的神姬不同，她们是为了某种职业而开发制造的机种。虽然也拥有战斗能力，但主要功能为从事专门的职业，原厂程式里头已经搭载了相关职业所需的知识和技能。在聘请神姬打工的时候通常会被优先考虑。

野生神姬

因为一些因素突然失去主人的神姬（例如意外死亡、他杀、自杀、被抛弃），会被制作工厂带回。

消去全部的记忆，在中古商店贩卖，为了不想失去与主人回忆的神姬会逃离工厂收回，而逃离到野外。在下水道中有一部分野生的神姬，住在一起。

只对女性有反应、世界最强的超级兵器“Infinite Stratos(IS)”。

因为IS的问世，性别平等被破坏，世界变成女尊男卑的社会。主角“织斑一夏”在高中的入学试验误入IS操纵者育成学校“IS学园”的试验会场并意外地启动了IS。成为全世界关注的“世界上唯一能操纵IS的男性”的一夏，被政府强制就读向来只有女性的IS学园，在全校师生对他充满好奇心的视线下，一夏波澜壮阔校园生活就此展开。

IS设定

IS正式名称是“Infinite Stratos”。以宇宙活动为目的制作的多功能太空服，使用反作用力力翼、流动波的干涉等理论，所有IS皆可漂浮于空中。在“白骑士事件”展露出压倒性的兵器性能后，转变为军事用的飞行强化服，成为各国军事力量的指标。目前有1～4世代版本。

IS有许多谜团。特别是相当于心脏部分的IS核心的技术，除了已知会自我进化外全部没有公开，完全是黑箱状态。另外，因为不明的原因，除了织斑一夏外，只有女性能使用IS。

因唯一能制作IS核心的篠之之束博士停止制造的缘故，IS的总机数固定在467架(实际上指登入进国际IS机构的核心数量，实际数量不明)，要制造新机型必须将旧机体解体、核心初始化。在小说第3本中的第3话—“站在条那境界线上”—(Thin Red Line)说明了在467架的IS里面，实战型IS占了467架中的322架，而其余145架就是供给各国研究机关或企业做为研究开发之用。而这些地方所研发出的许多实验机体都交给IS学园的专用机持有者使用。在IS学园里面计上教师使用机，训练机以及专用机就占了467架中的30架。而一夏等人入读的一年级里面，有专用机的人就有5人以上，以前最多似乎也只有3人。而专用机之所以有这么多人在一年级，似乎是因为第三世代专用机持有者原本就设定得比较多、和世界出现了“全世界唯一可以使用IS的男性”织斑一夏，这使各国也纷纷动作频频。

IS世代

第一世代

目标为“完成IS”的机体，现在已全数退役。

第二世代

发展装备上的多样化，拥有高稳定性。目前仍有大量第二世代机体服役。

第三世代

以实装“使用操纵者的想像界面的特殊兵器”为目标，蓝色之泪的BIT兵器、甲龙的空间压缩兵器和黑雨的AIC力场均属此类。目前各国投入大量资金和时间研究，但都只处于实验机的阶段。

第四世代

以“无需透过套件换装就能对应全领域、全情况变化的万能机”为目标，因为技术发展的幅度已经远超各国能追赶的幅度，因此符合第四世代机种定义的目前只有篠之之束博士亲自制造的“红椿”与“白式”二部机体。