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。

这是一个人类与魔族共存的世界，经过多年大战，人类与魔族做出协议，每年选出一位祭品作为停战契约。身为第九十九号祭品而即被献给魔族之王的少女纱莉菲。但是这名女孩坦然接受自己的命运，和王日常相处时慢慢拉近距离，新月之夜，仪式当天少女发现了王的秘密，原来拥有一半人类血统的王，每到这天便会变为人形。之后魔族之王决定娶纱莉菲成为王妃，而她也替王取了新名字雷恩哈特。这是少女成为魔族王妃的故事。

在人类奴役妖精的海兰德王国里，有个女孩名字叫作「安」，她的母亲是一流的银砂糖师。

然而，安在母亲撒手人寰后，决定继承母亲的志业。

银砂糖师，是制作神圣的砂糖菓子的特别行业，唯有取得王室勋章者才能拥有「银砂糖师」之头衔。

安挥别了爱慕她的富家公子乔纳斯，毅然决然踏上旅程。旅程中，她路见不平，而解救一名小妖精。由于路途遥远艰险，安在妖精市场买下说话毒辣的美男战士妖精──夏尔当保镖。

在前往王都的旅程上，安尝试接近不愿对人类敞开胸怀的夏尔。然而，这时乔纳斯再度出现，为安与夏尔之间增添了不少紧张感。后与神秘男子飞的邂逅，又会为这趟未知不明的旅程带来什么样的未知数呢?