《ZEXAL》的故事发生在近未来都市“心之地市”，而《ZEXALII》里则转往两个更高次元的世界：“星光界”和“巴利安世界”(又译异晶人世界，下同)。在心之地市盛行AR决斗(AR·デュエル)，AR意为扩增实境，在规则和一般站立式决斗无异。决斗者需使用“D视镜(D・ゲイザー)”和“D面板(D・パッド，D Pad)”进行决斗，这些装备只用于提升作中角色视角的视觉效果。《ZEXAL》的主流召唤方式是超量召唤(エクシーズ召喚)，借由将两个以上的怪兽“叠放”而召唤超量怪兽入场，在超量怪兽中有100张“编号怪兽”，是主角欲搜集的目标。

中学生九十九游马与学校头号不良少年神代凌牙决斗，而这场决斗改变游马的命运。于该决斗中，出现在九十九游马梦里的诡异大门突然出现，并由九十九游马利用挂坠打开。大门散发出无数光芒，站著九十九游马身旁的是从异世界来的神秘生命体阿斯特拉尔，为取回阿斯特拉尔失去的记忆，需要拿回99张编号怪兽，因此九十九游马及阿斯特拉尔两人开始一起行动。

阿斯特拉尔出现真正目的是什么?新的怪兽“编号怪兽”的存在到底是何方神圣?面对持续出现在游马面前的强力劲敌，阿斯特拉尔身上的谜团也逐渐明朗。而本作就是讲述这搭挡缔造的新决斗传说。

在遥远的未来，家家户户都有一台美少女女仆机器人“客制女仆”（OM）。小学5年级的少年平凡人因羡慕同班同学的客制女仆，拜托妈妈也买一具，送来的却是奇怪的女仆机器人机器子。机器子身材壮硕，料理技术极烂，能够从眼睛发射光线，还最喜欢看《周刊少年Jump》。这是怪异的机器女仆与小学生主人之间的搞笑喜剧故事。

本作品叙述一名普通的男子国中生西片，和一位古灵精怪的女同学高木同班且座位相邻，两人之间打打闹闹的日常校园生活。他们平时坐在教室后面的位子、回家行经的路上、空地等等，都是他们经常用来互相较劲的地点。

高木经常捉弄迟钝的西片，把他耍得面红耳赤。尽管西片总是想着设法对高木捉弄回去的主意，但始终在反应机灵的高木面前以失败告终。而在高木的内心里，其实暗恋着西片，她盼望着有一天，西片能够了解到她内心对他的真正想法并主动回应。

对于动画版本高木同学的表现上，作者山本崇一朗是选择放手让制作团队尽情发挥，唯一提出的请求是，不要让观众会有高木的捉弄行为是出自于恶意的感觉。

因原作漫画本身是单元剧的形态，导演赤城博昭一开始打算让动画版像是《哆啦A梦》那种在剧情上不会让观众有时间变化的模式。之后赤城博昭为了取景，前往了小豆岛一趟，在经历一场收获丰富的旅行后，赤城博昭改变了想法，要让作品带有写实的味道，并添加高木与西片心境上逐渐转变的过程。为了让剧情能有时间上的变化，赤城博昭重新整理了原作漫画各章节内容，设法找出各章节里刚好能互相对应的细节来整合剧情。例如在第1季第12集《入学式》(入学式)中回忆过去新生入学时，西片因捡到高木遗失的手帕，而有机会与高木相识的情节里，就是与先前第六集的《暑假第一天》(夏休み初日)里，高木借给西片使用的手帕是同一条东西。

考虑到如果动画一整集30分钟里都是高木与西片两人的对手戏，内容可能会不够丰富，赤城博昭想到在原作里客串的美奈、早苗、友加里三名角色，有专属的作品《明天星期六》，便采用《明天星期六》的一些章节内容，作为穿插在动画各集里的小剧场。