上条当麻是学园都市的一名高中生。在这座位于东京都西部的封闭都市中，学生占到了总人口的八成，“超能力开发”被列为绝大多数学生的必修课，在Level 0到Level 5的等级排名上相互竞争。不幸地，上条当麻被评定为无能力者；但他的右手有着能将一切异能消除的不明力量，他本人称其为“幻想杀手”。似乎是连同神的祝福一同抹杀的关系，他每天都过着不幸的生活。

暑假的一天，在宿舍的阳台上，上条当麻遇见了一位挂在阳台栏杆上的修女。她自称“禁书目录Index”，脑海中装有十万三千册“魔道书”，正在从不为人所知的“魔法”世界逃亡。就这样，上条一脚踏进了魔法与科学的纷争。

本作的世界观以现实世界为蓝本，但并未说明详细历史时期，大致可以推测故事发生在虚构的近未来[d]。其历史与现实世界有共通点（如前两次世界大战、冷战等；亚雷斯塔更是现实中存在的人物），但也有显著的差异。

学园都市是科学势力的大本营，同时也是本作的主要舞台。位于日本东京西部，居住着230万人口，其中八成人口是学生，而这些学生大都是超能力开发的实验对象。学园都市具有领先世界20-30年的科技实力，掌握着多种近未来高科技兵器，并公开地培养超能力者；事实上是由统括理事会所主导的、严格封闭的国中之国。

而魔法势力则较为分散，主要由名目繁多的宗教组织和魔法结社构成，也有不属于任何组织的魔法师存在。教会势力中，十字教有三大主要教派：英国清教、罗马正教和俄罗斯正教（分别以英国圣公会、天主教和东正教为原型）；而魔法结社则包括以黄金黎明为源头的黄金系结社、依靠北欧神话理论的“捣蛋鬼”，阿兹特克系的“有翼者的归来”等。魔法势力之间常会出于各自不同的目的互相斗争，魔法师出于个人信念私自行动的现象也广泛存在。

在魔法势力与科学势力之外，尚有两不从属的一般组织与国家，如美国；作品中也出现了许多虚构的政权，除学园都市外，还有“伊莉沙里纳独立国同盟”、“巴格吉城”等。

本作中，除“现实世界”之外，尚存在更高等级的、无法以一般手段探知的其他次元的“位相”；神、魔神、天使、妖精、无法以语言名状的高等级存在[e]，也均在作品中有所提及。

作品是由P.A. Works制作的原创电视动画。以福井县坂井市三国町周边区域为范本设计出的都市“日乃出滨”为舞台，描写6名高中生的青春故事.

深水透子（深川芹亚 配音）是一位看似平凡的高中三年级学生，因为家中经营着一间玻璃工厂，所以，可以反射影像的玻璃在透子的生活中随处可见。从很小的时候，透子便发现自己拥有一些神奇的能力，可以从玻璃的反射中看到莫名的影像，只是透子并不知道这些影像究竟代表了什么。

某一天，一位名叫冲仓驱（逢坂良太 配音）的转学生出现在了透子的身边，驱告诉透子，自己和她有着相同的经历，只是透子看到的是影像，而他则能够听到声响，这些影像和声响结合起来，便成为了能够预示未来的残片。当发现未来并不如想象中那样美好之时，透子和驱会做出怎样的选择呢？

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在私立山星高校文化研究部内，因“风船葛”策划连续发生各种不可能发生的不思议现象，从而令主人公八重?太一与永濑伊织、稻叶姬子、桐山唯、青木义文的友情成长……

故事发生在私立山星高校中，拥有如同春风一样温暖人心笑容的永濑伊织（丰崎爱生 配音）、外表腹黑毒舌，实际上内心十分细腻脆弱的稻叶姬子（泽城美雪 配音）、各方面都只能被称为在普通水准的八重樫太一（水岛大宙 配音）、武功高强却患有男性恐惧症的桐山唯（金元寿子 配音）、作风轻浮但其实非常专一的青木义文（寺岛拓笃 配音），这五名文化研究部的部员们像往常一样过着平静的一天，但他们不知道的是，不久之后，他们的命运即将因为某件事情被发生颠覆。

人格转换就这样毫无预兆的发生了，这种只有科幻小说里才会发生的桥段让部员们感到不知所措。然而，震惊之后，兴奋感随之而来，能够利用别人的身体体验这世界的机会不可多得。但随着人格转换的发生，部员们内心深处藏匿着的隐秘感情和伤感过往也无法再继续隐藏，他们能够乐观的面对这些或是伤感或是残酷的真相吗？

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