《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。
21世纪，超能力者持续增加。他们活跃在军事、外交、经济等各种领域，掌握国际竞争的关键。超能度4以上的约占全体市民的百分之三。其中，日本国内等级最高的超能力者，是属于日本超能力支援研究局，通称B.A.B.E.L(巴贝尔)底下的『超能少女组』，这个队伍是由超能度7的明石薰、野上葵、三宫紫穗三名少女所组成。
特殊用语
超能力(ESP，イーエスピー)
能扭曲物理法则的力量。其力量不仅违反能量均衡定律、也超越空间与光速。
大致可分为念动力、超感觉力，以及由多种能力组成的复合能力与合成能力。故事中只有一种超能力的超能力者较为稀少，合成能力成为趋势。
超能力经过训练能一定程度成长，受伤或陷入极限状态也可能会强化或增加能力。
超能力者(Esper，エスパー)
简称 ESP，念做 Esper，拥有特殊能力的人。
ESP限幅器(ESP limiter，イーエスピー リミッター)
具有把携带者的超能力级别降低3级的携带装置。
后来皆本特制的ESP增幅器和潘朵拉拷贝版的也同样称为ESP limiter(イーエスピー リミッター)。
ESP锁(ESP lock，イーエスピー ロック)
能力如ESP限幅器一样，以拘束超能力者为目的，常见为手铐。
ECM(Esp Counter Measure，イーエスピー カウンター メジャー)
超能力对抗装置(Esp Counter Measure)的简称，用强力的电波中和超能力。
能使超能力者无法使用超能力，但仍有少数超能力者能再中和并正常使用超能力。
ECCM(Esp Counter Counter Measure，イーエスピー カウンター カウンター メジャー)
反超能力对抗装置(Esp Counter Counter Measure)的简称，具有中和ECM的能力。
之所以巴贝尔(B.A.B.E.L)会研究 ECM 的原因就是要制作出 ECCM 藉以保护超能力者。
蕾雅石结晶(レアメタル结晶)
ESP限幅器的中心素材，具有良好的超能力相容性，有些蕾雅石结晶甚至有让超能力者寄宿的能力。
防透视空间(Protecter，プロテクター)
于内心建立的防透视空间，不过高接触感应超能力者以全力能突破并透视。
如果是同为高超能度能力者所做的(一号在皆本内心做的未来预知防透视空间)，将难以透视。
超能力级别
经由特殊仪器能测量超能度，数字越大能力越高。拥有超能力度4以上者，仅占全体的3%以下。
超能度1：静止不动者，或对超能力有特殊感应者能有所察觉的程度。
超能度2：大多数人能够察觉。达到门窗晃动的程度。
超能度3：房屋摇动、电灯等悬吊物呈现剧烈摇摆。
超能度4：花瓶等物倾倒，行进中的人亦能察觉。众人惊吓恐慌奔逃户外。
超能度5：墙壁龟裂，墓碑倒塌
超能度6：3%以下的房屋倾毁。发生山崩地裂的情况。
超能度7：地表上的事物破坏殆尽。物体在空中四处乱飞。
超能力类型
念动力
Psycho Kinesis，简称 PK，以精神力移动或改变状态，泛指能够改变外界状态的能力，最具代表的就是念动能力。
念动能力者(サイコキノ)
一种无形且无限可能的能力 利用念力想像产生所要的效果，如可以移动物品或者心脏体外复苏，超能度六左右便可以将自己的身体举起，更可以破坏人、物品，超能度越高破坏力越强
火炎发火能力(パイロキネシス)
发火能力。控制热风。
超感应力
Extra Sensory Perception，简称 ESP，举凡心灵感应、第六感、预知等能够感觉到普通人感觉不到的或看不到的都属于这类。
接触感应能力(サイコメトラー)
接触人可以知道“在想什么”，接触物品可以知道“如何用”、“被谁用过”，超能度越高知道的越多(不一定能透视成功，高超能度的超能力者在警戒状态下可防止透视)
精神感应能力(テレパス)
就是一般人所熟知的读心术或心电感应，可感应远距离的人，并与之精神交谈，不过只适用于有神经的生物，超能度越高范围越大
透视能力(クレヤボヤンス)
能够从远距离看穿人事物，就像中国神话中的千里眼，超能度越高能透视的人事物越清楚
远隔透视能力(リモートネス・クレヤボヤンス)
比透视能力看得更远，距离可达数百公里
催眠能力(ヒュプノ)
能借由面对面或以物品对人体的大脑强制发出干扰电波，达到暗示的目的，如幻觉或修改记忆等，超能度越高暗示越强
预知能力(プレコグ)
能预先知道未来可能发生的事件，如同占卜一般，超能度越高能预知的时间点越久、准确度越高。
复合能力
为一名超能力者拥有多项超能力，由于可以自由运用能力，能应用范围较广，但超能度通常不高。
如火野贾利，同时拥有念动力、制造火焰能力与少许的预知能力。
合成能力
为复合能力的变种型，将数种能力组合成新型态的超能力，其中进化最完全的就是瞬间移动能力。
瞬间移动能力者(テレポーター)
能瞬间从A移动到B，也可移动物体，是进化最完全的超能力者。
也能浮在空中，方法是重复用瞬间移动到上面一点的位置。
其突变型更可以移动身体的某部分，超能度越高移动的距离越长、时间间隔越短(特殊情形可能造成不能移动，如：下雨，因为可能会让异物进入体内或和其他物品融合)
合成能力者(其中之一)：如玉置卡兹拉能将自己的身体化为像布一般的物质，并且能借由此物质行接触感应能力。
合成能力者(其中之二)：加纳红叶，以瞬间移动为基准的合成能力，能固定部分空间。
其他
反超能力
能令超能力无效化的超能力。
反‧反超能力
能令反超能力无效化的超能力。
只在正式连载前的短篇版出现。