在藤田和日郎绘制《潮与虎》时，故事中出现了机关傀儡，当时他对此进行调查，认为非常有趣且可以写成长篇故事，在《潮与虎》完结后隔年，1997年3月决定朝马戏团的方向发展故事，并在4月到法国取材，5月拟出故事大纲。
《魔偶马戏团》将整个故事设计为一出马戏团表演，不时有旁白报幕，故事涉及到转世，时间跨度超过两百年。
背景
1772年，白银和白金兄弟从故乡中国前往布拉格学习炼金术，借此精进傀儡技术，两人遇见美女法兰西奴且都爱上了她。1782年，在法兰西奴答应与白银结婚后，忌妒的白金绑架法兰西奴。经过9年追查，白银在法国基伯龙发现法兰西奴，她因患病而被当地居民囚禁，白银为了救她而制造出炼金术的终极产物“柔石”，并以柔石造出生命之水，饮下此水者可延缓老化并获得强力的再生能力。然而在他完成时，法兰西奴已被烧死。之后白银四处流浪，曾短暂造访长崎，结识成濑正二郎，教导他医术和傀儡术。
1814年，白金以法兰西奴的形象制造出自动傀儡，并注入生命之水让它活动起来，但他意识到这个傀儡终究不是真正的法兰西奴，因为傀儡并不会笑，他制造了多个自动傀儡（后来的午夜马戏团）来逗法兰西奴傀儡开心，又制造出Zonapha病虫，将其释放到克罗格村，罹患Zonapha病者在发病时若不逗人发笑就会呼吸困难、生不如死，村中农妇露西尔就是受害者之一，只是两种方法都无法逗笑它。1820年，白银造访克罗格村并想解决白金犯下的错，衰老的他只能带着柔石投井自尽，让井水变成生命之水拯救村民，同时让村民成为“白银”，继承自己的记忆和知识，以及消灭自动傀儡的意志。柔石随后被藏在露西尔的女儿安洁莉娜体内。
1842年，成濑正二郎结识旅行至日本的安洁莉娜，两人互有好感并订下终身，之后正二郎喝下生命之水并改名为才贺正二。夫妻收了汀?麦斯特为养子，并将他取名为才贺贞义，正二还遇到了放弃寻找笑容的法兰西奴傀儡。1910年，安洁莉娜生下爱蕾诺。这家人遭到寻找柔石的自动傀儡袭击，安洁莉娜将体内有柔石的爱蕾诺交给法兰西奴傀儡保护，之后战死，法兰西奴傀儡保住了爱蕾诺，但遭生命之水溶解消灭。正二为了保护爱蕾诺，将她送往基伯龙给露西尔抚养。
1982年，正二造访基伯龙，发现爱蕾诺长期遭到洗脑，其后他得知贞义有了一个名为小胜的私生子。贞义的计划是诈死后将遗产留给小胜，并引发兄弟阋墙，消灭黑贺村的傀儡师一族。贞义的真实身份是白金，白金以生命之水将自己的记忆转移到年轻男童脑袋里，并自称汀?麦斯特，他计划再将记忆转移到小胜脑袋里，借此永生不死。然而此计划遭到正二阻止，正二摧毁了记忆资料，并请露西尔派出爱蕾诺保护小胜。
小胜之幕
身穿布偶装的加藤鸣海在街头发送麦秆马戏团的传单时遇见才贺胜，鸣海的Zonapha病发作，在他把小胜逗笑之后得救了。小胜即将继承“亡父”才贺贞义的巨额遗产，他的兄姊十分不满，便派傀儡师暗杀小胜，所幸爱蕾诺即时现身，她击败对手后表示自己会誓死保护小胜。小胜的叔叔才贺善治希望收养他，借此获得遗产，小胜因此被绑架到才贺豪宅。鸣海和爱蕾诺闯入豪宅救他，在激战之后，炸药炸毁了豪宅并引发火灾，鸣海在灾难中保护小胜，之后他不知所终，只留下断掉的左臂。
在序幕结束后，故事分为两个看似独立但互相交织的主线，分别叙述小胜和爱蕾诺加入仲町马戏团，以及鸣海和同伴四处攻打自动傀儡的过程。
马戏团篇
小胜和爱蕾诺试图上学并回归日常生活，他也希望爱蕾诺能做自己喜欢的事，两人一起加入濒临倒闭的仲町马戏团。他们在那里结识同伴，一起进行戏剧演出，让仲町马戏团的表演步入正轨，而在将展开大型演出时，因为遇到飞机失事而取消。小胜认为自己害死了鸣海并对此耿耿于怀，决定查清父亲为何将遗产留给自己。他回到才贺豪宅，发现才贺贞义计划将记忆转移到自己脑中，他还取得贞义留下的悬丝傀儡。小胜随后到了黑贺村，见到祖父才贺正二，得知贞义的计划并读取了白金的记忆。汀?麦斯特（无脸司令）自揭身份，在暗示自己有个为期两年的计划后便离去。小胜则开始特训，准备与他决战。
傀儡篇
失去左臂的鸣海被奇用生命之水救助，成为“白银”，丧失记忆的他被带到法国，并得知了傀儡与白银间的战争。他四处击破自动傀儡，并会见白银的领导者露西尔，表示自己愿意一起对抗自动傀儡及散播Zonapha病的午夜马戏团。鸣海等人踏上寻找柔石之旅，他在途中目睹太多孩童因Zonapha病痛苦不堪，只好戴上面具掩盖自己的感情。众人打探到午夜马戏团的下个目标在中国，在飞机上，鸣海等人遭到袭击，飞机迫降在仲町马戏团的帐篷前，但他与小胜和白银并未相认。鸣海等人抵达四川后，找到鸣海的师父梁剑峰，梁剑峰道出两百多年前的故事。接着鸣海等人追查到撒哈拉沙漠，与午夜马戏团厮杀，但他们最终发现统帅午夜马戏团的法兰西奴傀儡是冒牌货。
本篇
鸣海受到胡氏企业协助，知晓无脸司令的真实身份，并认为身为法兰西奴转世的爱蕾诺知道Zonapha病的治疗方法，他暂且加入仲町马戏团。小胜在黑贺村进行特训，期间结识了几位年龄相仿的朋友，击败了多个无脸司令派出的刺客。
机关傀儡之神
无脸司令在全世界散播Zonapha病，并掳走了爱蕾诺，搭著飞行船来到法国，并预计搭火箭到国际太空站。小胜一路追到法国与无脸司令对战，战败后被无脸司令以转送装置输入记忆，但小胜喝过爱蕾诺的血（生命之水），得以治愈被洗脑的脑细胞。小胜假装被他洗脑并配合演出，随后救下爱蕾诺，并把无脸司令独自送上宇宙。
鸣海到了美国后负责保护能治疗Zonapha病的机器，在胡氏的安排下，他与仲町马戏团部分成员会合。无脸司令宣告自己对这个世界感到失望，并加速散播Zonapha病。为了问出阻止Zonapha病的方法，仲町马戏团护送航天飞机到俄罗斯的发射基地。众人在途中接连击败自动傀儡，而小胜也终于再次与鸣海相遇并与他并肩作战。小胜搭上航天飞机后，在太空站里和无脸司令决战。无脸司令被小胜的信念说服，不再与他为敌并透露Zonapha病的治疗方法，他坦承自己的错误并选择与坠毁的太空站一起灭亡，而小胜平安返回地球。世界回归和平，故事最后是身穿布偶装、长大后的小胜帮助了受难的陌生孩童。
谢幕
在故事结束后，所有角色不分敌我、不分生或死都一起携手登场，满面笑容地向读者谢幕。
居住在海明星平凡的高一生“加藤茉莉香”，死去父亲的部下突然要求她担任宇宙海贼船“辩天丸”(弁天丸)的船长。由于1世纪前独立战争颁发的私掠许可证规定船长一旦死亡，继任条件须为直系子嗣，高中女生兼宇宙海贼船船长的冒险生活从此展开……
用语
星球、设施
海明星(海明星)
位于 “天仓五星系”(鯨座宮たう星系)的第三行星。是一个已开发的星球，亦是主角——加藤茉莉香所居住的星球。
白凰女学院(白凰女学院)
名门女子学校并设立初中、高中部，在 “太秦星系海森星”(ウズマサ星系海森星)也有分校。位于海明星新奥滨市的郊外地区，亦是加藤茉莉香就读的学校。
油灯咖啡馆(ランプ館)
位于新奥滨市的运河沿岸，由仓库改造以仿古风天井油灯照明的咖啡馆。加藤茉莉香兼职的地方，但在就任辩天丸船长后就没常去兼职。
国家、星系
塞雷尼提联合王国(セレニティ連合王国)
历史悠久、由塞雷尼提王室管理的星际国家。格里埃尔是塞雷尼提王室第七正统皇女，而格琉希尔德是第八正统皇女。
银河帝国(銀河帝国)
一个有银河系数十亿个星球加盟的星际国家，海明星亦包括在内。
动画原创现由女王统治。
其他
宇宙海贼(宇宙海賊)
一世纪前海明星独立战争爆发，海明星的独立政府为使脆弱的战斗力得以提升，便发出了私掠许可证，使当时的宇宙海贼可名正言顺掠夺星际联合的舰船。
由于由宗主星系和殖民星幕后组合的银河帝国反而将宗主星系和各独立星系征服，各星系的战争就此结束，但由于海明星的海贼是属于海明星政府承认的武装力量，和作为历史的记录，现在作为一种特殊的表演行为被保留，客船通过保险公司购置相应“保险”作为支付表演费，由保险公司指派相应海贼进行“劫持”表演，所缴“赃款”要上缴海明星政府作为税款，和由保险公司作为“赔偿”返还客船乘客，保险公司支付演出费给海贼。除外，海贼也被视作军队，也要遵守相应守则。
动画原创海明星抄袭银河帝国承认海贼存在，当年帝国也有些海贼到海明星打仗赚外快，资历仅次原始七船;也原创其他海贼，例如“银狐”、“Big Catch”、“铁胡子”等。
原始七船(ァ￡ジナルセブン)
海明星发生独立战争时，最初获得“私掠许可证”的七艘海贼船，亦被称为传说之七船。
辩天丸(弁天丸)
前任船长︰权左卫门加藤
现任船长︰加藤茉莉香
原作、动画版造型迥异;漫画版沿用动画版设计。
巴巴罗萨(バルバルーサ)
现任船长︰栗原见城
原作即单圆胴设计，与动画版辩天丸相同。
奥黛塔二世(ァ∏ットII世)
以前是海贼船，原名字为“白鸟号”(白鳥号)，能使用太阳帆推进。现在是白凰女学院的练习用船，母港于海明星中途站。
黑鸟号(黒鳥号)
长命种(長命種(メトセラ))
短命种(短命種(ショートタイマー))
比种别平均寿命多一倍的种族称为长命种;反之未达平均寿命一半的种族则是短命种。例如塞雷尼提星系王室枢密院侍从长约特夫属长命种。
动画版未提其设定。
星云杯(ビュラカップ)
动画原创每年举行一次的杯赛，由星云杯运营委员会管理。
六年前，白凰宇宙风帆部某两位学姐在星云杯举行前得到未公开的赛程情报，并认为路线太简单，于是拜托当时还是初中的琳·兰美达，更改星云杯运营委员会的数据，把路线的难度提升。到了比赛当天，因为路线被更改，令该届比赛只有两名参赛者能完成整个赛程(该届比赛的参赛者为142人)。比赛后运营委员会追查路线被更改的原因时，发现是白凰女学院所为，因此被停赛五年以作为惩罚，而该届比赛亦被称为“恶梦的第十三届大赛”。
比赛规则：参赛者使用风帆船，由星云杯运营委员会所在的中途站降落至风凪星，然后依照比赛前发出的路线图到达行星上的数个检查站，最快完成比赛的为之胜出。
海贼巢穴(海賊の巣)
动画原创。以前海明星的宇宙海贼举行海贼会议的地方，周围遍布小行星带、气体云和星际物质。
用语
| 集数 | 日文标题 | 中文标题 | 剧本 | 分镜 | 演出 | 作画监督 | 改编 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SAILING 1 | 海賊、罷り通る | 海贼，招摇过市 | 佐藤龙雄 | 大脊户聪 | 竹内浩志 | 第1卷 | |
| SAILING 2 | 私の力、海賊の力 | 我的力量，海贼的力量 | 水本叶月 | 仓田绫子 | |||
| SAILING 3 | オデット二世、出航！ | 奥黛塔二世，出航！ | 佐藤龙雄 | 下田正美 | 佐佐木奈奈子 | 杉村友和 寺尾宪治 |
|
| SAILING 4 | 決戦は深夜 | 决战在深夜 | 大脊户聪 | 山下英美 | |||
| SAILING 5 | 茉莉香、決意する | 茉莉香，下定决心 | 西村聪 | 近藤一英 | 大河内忍 | ||
| SAILING 6 | 茉莉香、初仕事する | 茉莉香，首次工作 | 佐山圣子 | 福岛利规 | 福岛丰明 伊佐英朗 兴石晓 |
||
| SAILING 7 | 平穏ままならず | 不得安宁 | 岛津裕行 | 室谷靖 | 小谷杏子 吉川真帆 |
第2卷 | |
| SAILING 8 | 姫と海賊 | 公主与海贼 | 森健 | 筑紫大介 | 今西亨 | ||
| SAILING 9 | 華麗なる船出 | 华丽的起航 | 小野胜巳 | 水本叶月 | 伊藤真理子 | ||
| SAILING 10 | 嵐の砲撃戦 | 暴风雨的炮击战 | 佐山圣子 | 大野和寿 | 高乘阳子 山村俊了 |
||
| SAILING 11 | 閃光の彷徨者 | 闪光的徬徨者 | 伊藤达文 | 伊藤真理子 | |||
| SAILING 12 | 永遠よりの帰還 | 自永恒回归 | 西村聪 | 室谷靖 | 山下英美 盐川贵史 |
||
| SAILING 13 | 茉莉香、招待する | 茉莉香的招待 | 下田正美 | 大脊户聪 | 大河内忍 寺尾宪治 |
||
| SAILING 14 | 茉莉香、募集する | 茉莉香的招募 | 伊藤美智子 | 岛津裕行 | 大野和寿 | 中野彰子 | 第3卷 |
| SAILING 15 | 密航出航大跳躍 | 密航出航大跳跃 | 仓田绫子 | 伊藤真理子 | |||
| SAILING 16 | 初仕事！白凰海賊団 | 初次工作！白凰海贼团 | 筑紫大介 | 小谷杏子 | |||
| SAILING 17 | 意外な依頼人 | 意外的委托人 | 室谷靖 | 泉保良辅 | |||
| SAILING 18 | 打ち上げはジュース | 庆功宴上必备果汁 | 大脊户聪 | 今西亨 | |||
| SAILING 19 | 四人の絆 | 四人羁绊 | 水野健太郎 | 佐佐木奈奈子 | 羽多野浩平 | 安藤正浩 | 原创 |
| SAILING 20 | 茉莉香、波に乗る | 茉莉香，乘风破浪 | 宫崎真一 | 安田贤司 | 近藤一英 | 盐川贵史 伊藤真理子 |
|
| SAILING 21 | 決戦！ネビュラカップ | 决战！星云杯 | 西村聪 | 筑紫大介 | 大河原晴男 山下英美 |
||
| SAILING 22 | 海賊狩り | 狩猎海贼 | 佐藤龙雄 | 室谷靖 | 泉保良辅 | ||
| SAILING 23 | 目指せ！海賊の巣 | 目标！海贼巢穴 | 水本叶月 | 大河内忍 馆崎大 |
|||
| SAILING 24 | 傷だらけの弁天 | 伤痕累累的辩天 | 下田正美 | 羽多野浩平 | 松下纯子 福世孝明 |
||
| SAILING 25 | 開催！海賊会議 | 召开！海贼会议 | 佐藤龙雄 | 大野和寿 | 小谷杏子 今西亨 |
||
| SAILING 26 | そして、海賊は行く | 尔后，海贼行 | 仓田绫子 | 竹内浩志 | |||
不善与其他人相处的少女－葵，在成为高校生的这天，有位做事不经大脑，名为日向的少女前来热情地搭话，并且劝诱葵从现在开始一起去登山。虽然害怕与人交往且患有畏高症的葵不断拒绝，但在日向强行拖拉之下，一同前往了日向的家。葵的内心虽然对日向抱有不满，但在进入日向父亲所展示的帐篷参观时，看到日向与自己重逢后的举动与喜悦，及自己的所见所闻，加下从帐篷望见美丽的夕阳，令葵勾起一些回忆。
葵在幼年时，曾与日向跟随日向的父亲前往某座山上观看日出。少女们在受到这情境所感动后，2人约定在成为高校生时定要再次看到相同的景色。回想到这个场境，葵很自然地从口中说出“前往不太高的山也不错（高くない山ならば行ってもいい）”这话。
虽然知道与日向一起登山，但因担心可能在山上遇难并有生命危险，令葵相当不安。就这样日向就选择了标高197米的天览山，作为与葵第一次登上的山。就在沿山径上山时看到穿着普通服装的小孩时，葵的不安感一扫而空，后来更在山顶欣赏到远方的美景。葵在知道日向了解自己不习惯登山而选择了天览山后，开始对与日向登山的看法有所转变。而开始对登山有兴趣的葵，这时在下课回家途中就逛了逛登山用品店。与日向进入了店内的葵，遇上了一位穿着相同校服的女学生。这女学生正为选择睡袋的事而犹豫不决，但后来在跟葵谈话，终于确定了自己想购买的睡袋。这位女孩就为齐藤枫，在跟葵说自己也喜欢登山后，两人就交换了电邮地址，而枫亦为葵在日向以外的第一个朋友。
接着，日向就提议登另一座山，但这次让葵去选择。但因葵没有任何山岳知识，所以对如何选择感到迷惘，这时只好跟枫商量。后来枫就列举出秩父、丹泽、八岳、谷川岳等这些位于关东内并适合新手登上的山，而葵最后选择了自己最有兴趣，在山道中拥有能量景点（power spot）的高尾山。为了准备前往登山，日向就陪伴葵去购买之前从没拥有过的登山用背囊，葵亦很欣赏日向不害怕与别人相处的态度。就这样就到了登山当日，在葵心中，日向虽然有时会强人所难，却十分为自己着想，因此葵很想送件礼物给日向，但对找不到时机而非常烦恼，不过无论怎样，葵与日向一起在高尾山登山确实十分快乐，最后葵亦成功在山顶将礼物送给日向。在下山时，日向提议取道高尾山中难道最高的登山道下山，途中，2人就遇上了一名因鞋破损而相当苦恼的少女可可奈。可可奈前来高野山的原因是为寻找鼯鼠，其后葵与日向就和这位带有“天然”气味的女孩共3人一起回到登山口，最后看到可可奈发现松鼠时露出的笑容，感到十分快乐。
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
| 话数 | 日文标题 | 中文标题 | 剧本 | 分镜 | 演出 | 作画监督 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Episode01 | 大切なもの見つけました。 | 发现最重要的东西了。 | 横谷昌宏 | 菊地康仁 | 大野和寿 | 江畑谅真 |
| Episode02 | 隠し味は硝煙の香り | 隐藏口味是硝烟的香味 | 祝浩司 | 江森真理子 | ||
| Episode03 | 激突！バトルトライク | 激战！战斗机器 | 福田直生 | 江上洁 | 梶浦绅一郎 实原登 |
|
| Episode04 | レースだョ！公園一周 | 是赛车唷！绕公园一圈 | 寺东克己 | 登坂晋 | 高桥裕一 原修一 |
|
| Episode05 | 渚の水着アーマー | 海边的泳装装甲 | 祝浩司 | 川越崇弘 | 徳仓荣一 山村俊了 |
|
| Episode06 | アテンションプリーズ！当機は地獄へ参ります | 请注意！本机飞往地狱 | 福田道生 | 大野和寿 | 丸藤广贵 大原大 |
|
| Episode07 | 訪問者は雨音と共に… | 拜访者随着落雨声… | いちば絲 | 祝浩司 | 根岸宏树 | 西冈夕树 |
| Episode08 | ある日どこかで | 某天在某处 | 竹内利光 | 松田清 | 樱井正明 | |
| Episode09 | レーネの地下帝国ウォーズ | 丽妮的地下帝国战斗 | いちば絲 | 寺东克己 | 森义博 | 小森利充 实腹登 |
| Episode10 | クリスマスソングを君に | 将圣诞歌曲献给你 | 竹内利光 | 松井仁之 | 花井宏和 | 山本真嗣 |
| Episode11 | 今夜決定！最強神姫は誰だ！？ | 今夜决定！最强神姬是谁！？ | 横谷昌宏 | 祝浩司 | 関口雅浩 | |
| Episode12 | さよならは言わないで | 不说再见 | 山本裕介 菊地康仁 |
米田光宏 | 入江笃 西冈夕树 原修一 |
|
| Episode13 | Install x Dream | 装载 x 梦想 | 寺东克己 | 川越崇弘 | 关口雅浩 | 无 |
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。
创圣记0011年，地球发生了一场大异变。南极的冰层溶解，原本在1万2千年前被毁灭的亚特兰迪亚浮现，长着羽翼的民族坠天翅族苏醒。坠天翅族拥有超过人类的高度智能与特殊力量。1万2千年前他们在亚特兰迪亚建立起高度的文明，对他们称为无翼者的人类肆意捕杀。然而人类也没有放弃反击的机会，自海底遗迹挖掘出在“创圣之书”中，传说的兵器——3架古文明的战斗机Vector Machine，借由不同的组合的变形、合体。Vector Machine可化成不同形态的人形兵器机械天使。当时坠天翅族最强的守护天翅阿波罗尼亚斯，便是与人类靠着机械天使的力量，将原本优势占尽的坠天翅族逼进灭亡的深渊，为了与坠天翅族对抗，新联合国设立了地球再生机构—DEAVA，负责运用机械天使。因此，一群拥有特殊能力的少男少女被召集起来，训练成为机械天使的驾驶员。
DEVEA的兵器
机械天使
“机械天使”是本作登场的巨大人型机器人。由三台形状不同被叫作“Vector Machine”的战机加以“合体”成三种不同造型。另外也有量产型的“强攻型”存在。
身为设计者的河森正治自己公开说、上述的合体的理念是要向盖塔机器人致敬、并且无视本作构造上的不可能而要实现“完全变形?完全合体”的想法（但事实上却造不到，本作唯一的可变形玩具最后只有万代的DX超合金，却有不少额外配件要装上及拆下，被玩家们投诉，更于发售时因销量不佳而要大幅度降价贩卖）。河森以前在用纸作盖塔机器人时、无法再现变形和合体，于是想到“有天要来作看看”而成为本作的原点。虽然这样讲，但实际上和盖塔机器人号是完全不同的构造（上半身下半身由两台合体成一个人型、剩下的一台合体成背部，可以说第三台机体是可有可无的。）。每台Vector Machine的造型都很美丽，分离时的的确确能看出比盖塔机器人号更为进化的设计。但构造上，合体时因为无法改变背部沉重（占全重量的1/3）的事实，所以说是独立于盖塔机器人号和同样的玩具则是有点困难，实质玩具上如不用上支架支撑的话几乎是站不稳，更勿说要摆出不同造型。
因为这样的缘故，河森当初就很热切希望就这样依据作中的构造而加以玩具化，于是用乐高积木作出试作品并且拿到本作的赞助商万代那边给他们看。因为对于它的高完成度印象深刻，于是万代的人员在他的协助下，和动画制作同时期制作出超合金模型，而大致完成如印象般的机械天使。机械天使的可动部位因为相当多使得它的变形自由度比想像的高，而游玩超合金试作品的河森反过来发现新的型态，也似乎有让这个型态在动画中登场，而“强攻型机械天使”的ARMAGEDDON形态、AssaultWalker这两个型态也是因为这样的过程而在动画中登场。之后“强攻型机械天使”也以DX超合金模型身份加以商品化，而且还附送有无限拳用的辅助模型。玩具上最后因设计不佳，以及拥有多项缺点，例如不能独自站立，外型古怪（其中一些手臂过短，一些却手臂过长），需要额外配件才能变形合体，造不到原本概念中的完全变形等等，最后曾数次把定价降低来出售。虽然河森正治说机械天使的设计是要向盖塔机器人致敬，但与之相比，机械天使的设计过于简单，甚至连盖塔机器人最基本的三位一体概念（事实上只需两台已可合体）都做不到，在推出后被大量动漫迷们唾骂，指出其是对盖塔机器人的侮辱，可以说是河森正治的机器人设计生崖中的最大败笔。
Vector Machine
三台Vector Machine并没有特定的驾驶员、会因应状况而从元素人之中选出驾驶员。
太阳战机（Vector Sola）
从古雷塔岛海洋的海底遗迹发现的战机、为“Vector Machine”中的一台。特性是可让搭乘的元素人（驾驶员）的“气”和“特异功能”增强。机首的两旁武器为二门光束炮。大部分由阿波罗驾驶。
月亮战机（Vector Luna）
特性是可让搭乘的元素人的“感受性”和“回复力”增强的Vector Machine。从西薇亚开始、大多由女元素人驾驶。
火星战机（Vector Mars）
特性是可让搭乘的元素人的“智力”和“作战指挥能力”、“思考力”增强的Vector Machine。机首和翼部总计有四门光束炮。大部分由希乌斯和皮耶尔驾驶。
机械天使基本3形态
由搭乘各战机驾驶员的精神在加以同步后、一起念出“念心合体、GO！机械天使！”然后排出阵式（阵式的名称也会由各驾驶员来加以决定、但共通点都是排成三角形飞行）来开始合体。这时，所有人会有暂时性的恍惚状态（即是“好舒服”的状态）。
必杀技的自由度相当高、也没有特定的必杀技。因此能使出像体术或剑术等各种能力（所以时常的状况和自己的情绪也会跟着变成能源）。
太阳机械天使（Sola Aquarion）
（上半身：太阳 下半身：火星 背部：月亮） 全高48m／重量88t
能够引出元素人格斗能力且重视攻撃力的形态。可说是拥有最强的攻撃力。与其他形态相比，对元素人能力的増幅程度更高、当太阳羽翼打开时更能发挥出它的力量。另外也会增加它的物理防御力。只要得到擅长剑术的元素人之力就能使出太阳剑。必杀技分别有、阿波罗使出的“无限拳（むげんパンチ）”、阿波罗和皮耶尔使出的“火焰神拳”等。顺便一提，也有下半身是欧美加战机的版本。
月亮机械天使（Aquarion Luna）
（上半身：月亮 下半身：太阳 背部：火星）
左手持有大型的弓“月亮弓”、也能放出光波手里剑等投掷道具。拥有能操控风和波浪等自然现象的力量。当羽翼全开时，还拥有浮空能力。另外对于敌人的魔术攻撃，也能使出防御结界。必杀技分别是、丽花使出的“昇龙天雷（ライトニングドラゴン）”、西薇亚使出的“月亮弓”、“螺旋箭”。似乎可以使出月光剑、但在本编并未使用。顺便一提、是剧中最初登场的形态。
火星机械天使（Aquarion Mars）
（上半身：火星 下半身：月亮 背部：太阳）
能使用星空剑等擅长剑术的形态。与其他形态相比，速度相当快。是3形态中脚最长、重心也最高的、无论什么样的姿势都能砍杀敌人。另外、对于电撃和光束等能源攻撃有很高的防御力也是特征。必杀技分别是，西乌斯使出的“延伸剑”“嫉妒变性剑（ゼーロテュピアーグラディウス）”、皮耶尔使出的“烈火爆裂踢（ファイヤーキック）”等。
强攻型战机
阿尔法战机
新国连军和DEAVA秘密共同开发的量产型Vector Machine的其中之一、以太阳战机为原型。在植入堕天翅的羽翅后、能力异常强化而由元素人驾驶。机首的中央部分、装备有Impact加农炮。
OVA版中、成为DEVEA的主要战力。拥有合体功能、由于和原装版也能合体成功所以他们的合体结构似乎和原版版一样。
戴尔塔战机
以月亮战机为原型的量产型Vector Machine。驾驶室装备有能使用堕天翅羽翼的操纵装置。装备有2管30mm攻击型弹荚。
欧美加战机
以火星战机为原型的量产型Vector Machine。和戴尔塔一样、驾驶室同样装备有能使用堕天翅羽翼的操纵装置。
强攻型机械天使基本3形态
阿尔法机械天使
（上半身：阿尔发 下半身：欧美加 背部：戴尔塔）
使用巨大的Impact加农为武器的形态。可以用堕天翅羽翼发射出PSG量子反应炮。
戴尔塔机械天使
（上半身：戴尔塔 下半身：阿尔发 背部：欧美加）
能从两手腕部连射导弹的形态。两腕装有枪弹荚、也能够把它们当作拐棍一样使用。
欧美加机械天使
（上半身：欧美加 下半身：戴尔塔 背部：阿尔发）
双手以30mm攻击型枪弹荚为武器的形态。也可能使用头部的二门格林机枪。
机械天使及强攻型机械天使的特殊形态
太阳月亮机械天使
能把自己的手腕拿掉来移动太阳机械天使的身体、背部的月亮则是头部和手腕所组合的特殊形态。不但有着太阳的力量、也能使用丽花的拳法和弓箭攻撃。由丽花所命名（命名瞬间，还让皮耶尔发出惊叹声）。
高次元合体机械天使
三个元素人的心?体?魂同步而合体、然后从亚空间召唤质量而变巨大的太阳机械天使。必杀技为三位一体的“超3D无限拳（こうじげんむげんアタック）”。
莉娜用机械天使
因为理娜的普娜拉能源吸收能力，而闪耀白银光芒的太阳机械天使。必杀技为“吸血银色十字架”。
妄想型机械天使
由从异空间冲出来的捷陆毕姆兵与席鲁斯驾驶的火星战机加以合体、而变成设计相当简单的火星机械天使。但和通常以3DCG描绘的机械天使不同的是，是用2D来描绘。
机械天使 Angel
（上半身：欧美加 下半身：月亮 背部：太阳）
由于希乌斯的背叛而失去火星战机、于是让本来没有预计要和原版Vector Machine合体的强攻型欧美基战机加以合体成功而出现的机体。合体时的口号为“紧急合体”。能叫出剑柄部分为黑色的星空剑。必杀技分别是，西薇亚的“哀天使剑（かなしみのエンジェルソード）”、继美的“爆爱无限光”。
强攻型机械天使?ARMAGEDDON形态
由欧美加机械天使变形成的六足歩行形态。上部装备有冲击加农炮、能发射出最大出力的PSG量子反应炮。
强攻型机械天使?AssaultWalker形态
由阿尔发战机变形而成、拥有飞行形态和机器人形态两个特征。外表和河森的另一部作品VF-1女武神的GERWALK形态很像。
强攻型阿尔戴尔塔机械天使
只存在于设定中而未在本编登场。基本因为和太阳月亮的合体模式相同、所以被认为和太阳月亮同样的威力。
双机合体
OVA版中出现的型态，阿波罗为了阻止逃走的西薇亚，强制将两架Vector直接以连结部进行合体，因为构造不完全无法变成机械天使仍以Vector的型态行驶。
堕天翅族的兵器
捷陆毕姆兵
堕天翅族派出的人型兵器。长长的手脚和尖锐的爪子是特徴。头部能发射光束。速度相当快、能用无法猜测的行动来扰乱机械天使。有各种形态，也有用特殊能力来攻击。有时会有堕天翅或灵魂进来驾驶。
捷陆毕姆?BlumenBlood
有着像花朵般的头的捷路毕姆兵。由于传送头翅的灵魂而让他的力量更加发挥出来。
神话兽
堕天翅族使用生命之树之力而产生出来的对人类攻撃用兵器。有着各种造型和能力。其他还有以较小型的神话兽“小型兽”。
收获兽
为了吸收生命源而补抓人类的神话兽。有着像是双髻鲨的巨大头部、会从腹部发射光线来将人类加以吸收抓走。
Xibalba
神话兽之一。有巨大的爪子、爪子也能变成钻头状而在地底作高速移动。可以分离出无数的刺像是诱导弹一样来攻击。
月亮捷陆毕姆
由头翅给予“月亮”之力的捷陆毕姆兵。擅长计算和敌人的距离、来避开攻撃后、发射电撃弹来加以攻击。
Antikhton
有着正十二面体的构造、表面上无法确定有十面的有着神圣几何学模様的神话兽。看到它时，会因为歪曲掉自己的认识构造而加强自己的负面感情。
Grave捷陆毕姆
有着非常坚硬的装甲、而能弹开所有攻撃的重量级捷路毕姆兵。有着钻头状的手、除了能使出强力的拳击、也能使用像是导弹的飞行攻击。
泰塔尼亚
能产生梦的神话兽。被它的梦囚禁的人会一直沉睡着而持续吸收普拉那。
捷陆毕姆?イスキューロン
錬翅从神话中复制而作成的两翅専用捷路毕姆兵。设计成能接受两翅的强力力量、锤子状的手腕一击能生出可怕的破坏力。然后它的身体也能分离、所以也擅于回避和攻撃。
捷陆毕姆?シュルルクベラ
头翅和音翅驾驶的捷陆毕姆兵。有着复座式的驾驶舱、有着无法从那美丽的样貌想像出来的快速攻击。取下它腰部的裙子部分、能用来作为双剑攻击。
军霸&混军霸
2体能变为1体的特殊神话兽。如果打倒其中之一，其心脏会瞬间转到另一个身上而有着可说是不死的身体。因此不同时打倒两个的话就无法击败它。
黑理娜
能利用元素人深层心理的“恐怖”加以实体化的镜子型神话兽，长的像是理娜。有着锐锐的牙齿、能将咬中的人加以吸收他的生命源。
蒙吉
以奈米为单位的超小型神话兽。因为它的小、而能侵入所有地方、可以把人类的食物加以吃光。也能够侵食机械天使。
木乃伊机械天使
有着像是原版机械天使形状的高次元量子模式、然后连合体也完全抄袭的机械天使型的神话受。当然也合体成太阳、月亮、火星三形态、并且依据不同的合体来攻击。
捷陆毕姆?ヴェルルゼバ
由头翅操控、最强的捷陆毕姆兵。有着比普通捷陆毕姆更高的战斗力和更快的速度、怎么样的姿势都能攻击?防御。能从两个手腕出现剑、而用像是特技般的攻击来搅乱敌人、还能因此使出一击必杀的攻击。和机械天使的战斗相当激烈。
火星捷陆毕姆
由成为堕天翅族的诗翅（希乌斯）驾驶的火星战机和捷路毕姆兵合体成的人型兵器。在诗翅喊出“天翅合体”后而成。活用捷路毕姆兵的速度、而能反复使出星空剑。能用背部移动，也能由捷路毕姆兵的手腕部使出光束和尖爪攻撃。在捷路毕姆兵的部位受伤的话、还能叫出另一个捷路毕姆兵来交换（口号是“再生合体”）。
Halbe
由于诗翅（希乌斯）来到亚特兰提亚而让世界神话的平衡发生变化、使生命之树作出像是雪的形状收获神话兽。接触者会长出像是冬虫夏草的花、而被吸尽生命源。因为从亚空间大门直接降落下来、使堕天翅族能在亚特兰提亚就能大量吸收生命源。
性格胆小怯懦的少年早濑浩一，三年前在参观正在建设的海上都市的建筑工地时，遇上了意外事故。当时身受重伤濒死的他，在昏迷了半年后醒来时，成了一个具有暴虐基因的好斗分子，而且身体里还获得了未知的神秘力量……
每集列表
| 话数 | 中文标题 | 日文标题 | 剧本 | 分镜 | 演出 | 作画监督 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 角色 | 机械 | ||||||
| #1 | 黑铁与少年 | クロガネと少年 | 吉村清子 | 日高政光 | 平井久司 | 铃木勤 | |
| #2 | 疾走的正义 | 疾走する正義 | 日高政光 | 奥野浩行 | |||
| #3 | 苍之战栗 | 蒼の戦慄 | 友田政晴 | 高木润 | 川原智弘 | ||
| #4 | 正义之代价 | 正義の代償 | 菊池胜也 | 门智昭 | 川原智弘 铃木勤 |
||
| #5 | 前往明天的道标 | 明日への道標 | 名村英敏 | 白石道太 | 小岛彰 | 川原智弘 | |
| #6 | 明亮的夜晚 | 明るい夜 | 小林孝志 | 野崎真一 | 铃木勤 | ||
| #7 | 最糟糕的放学后 | サイアクな放課後 | 柳沢テツヤ | 畠山茂树 | 山本善哉 | 川原智弘 | |
| #8 | 嬉戏的恶鬼 | 戯れの鬼たち | 渡边哲哉 | 奥野浩行 | - | ||
| #9 | 谍报机关 | ブラック・チェンバー | 森田繁 | 小野学 | 加藤リホコ 矢上孝一 |
川原智弘 | |
| #10 | OVER DRIVE | OVER DRIVE | 吉村清子 | 名村英敏 | 阿部达也 | 阿部达也 笔坂明规 |
川原智弘 铃木勤 |
| #11 | SUPER NOVA | SUPER NOVA | 藤森一真 | 菊池胜也 | 高木润 | 川原智弘 | |
| #12 | 南海传过来的爱 | 南海より愛をこめて | 柳沢テツヤ | 小林孝志 | 小岛彰 | ||
| #13 | 黒之执行者 | 黒の執行者 | 小野学 | 信田ユウ | 小林利充 | ||
| #14 | 流下鲜血 失去眼泪 | 流れるは血、失うは涙 | 森田繁 | 渡边哲哉 | 畠山茂树 | 山本善哉 渡部穏寛 |
|
| #15 | VEKTOR | ベクトル | 吉村清子 | 须永司 | 関野昌弘 | 门智昭 | |
| #16 | 黄昏的审判 | 黄昏の断罪 | 森田繁 | 日高政光 山本珠代 |
吉沢俊一 | 土屋圭 渡辺纯子 |
|
| #17 | 机械的诅咒 | 機械じかけの呪い | 吉村清子 | 菊池胜也 | 高木润 笔坂明规 |
||
| #18 | 牢记死亡 | メメント・モリ | 渡边哲哉 | 西本由纪夫 | 青野厚司 | ||
| #19 | 光明照亮阴暗 | 届く陽（ヒカリ）、暴かれる陰（カゲ） | 名村英敏 | 小林孝志 | 小谷杏子 坂崎忠 |
||
| #20 | 命中注定的男子 | 運命の男 | 须永司 | 白石道太 | 小岛彰 | ||
| #21 | 狂气之翼 | 狂気の翼 | 森田繁 | 信田ユウ | 小林利充 | ||
| #22 | 噬鬼者 | 鬼を喰らうモノ | 吉村清子 | 吉沢俊一 | 海老原雅夫 | - | |
| #23 | 为死而生 | 死に方が決める生き方 | 须永司 | 菊池胜也 | 高木润 笔坂明规 |
川原智弘 | |
| #24 | 钢铁之华 | 鋼鉄の華 | 藤森一真 | 関野昌弘 | 饭岛弘也 | 铃木勤 | |
| #25 | 天才美少女科学家 （DVD番外篇，TV未播送） |
天才美少女科学者レイチェルちゃん | 柳沢テツヤ | 吉沢俊一 | 高木润 | ||
| #26 | 鐡之影 （DVD番外篇，TV未播送） |
鉄の影 | 菊池胜也 | 青野厚司 | |||
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。
憧憬都市的异常事件的少年龙之峰帝人因为青梅竹马纪田正臣的邀请，决定进入来良学院读书。
正臣告诉他，在池袋生活千万不能与特殊的几个人为敌，特别是不良青年平和岛静雄和经营情报屋的折原临也这两人。还有，有着奇妙的组织体系、正体不明的街头暴力组织“DOLLARS”。
到达池袋的第一天，对正臣的话语感到不安的帝人所目击的，正是驾驶漆黑摩托车的都市传说“无头骑士”……。
不止连续在道路发生的事件，池袋街头暴力组织“黄巾贼”的出现，让池袋的街道渐渐崩坏——。