《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。

女高中生白木阳芽给外界的形象是乐于助人的天使，但实际上她的个性自私自利。因此当她不小心让咖啡厅店长舞受伤时，为了维持形象，她便为对方代班。阳芽开始在名为“莉贝女子学园”的主题咖啡厅担任服务生，这间咖啡厅的女服务生都必须角色扮演成虚构寄宿学园的学生，并且需演出百合情节。在工作期间，阳芽发现自己深受另一位店员绫小路美月吸引。不过，在顾客离去后，阳芽才发现美月对顾客的温柔表现只是工作所需，而实际上的美月难以亲近。

就读水明艺术大学附属高中（通称水高）的神田空太，一年级夏天时在宿舍偷养弃猫而被校长叫去问话，并要他把猫赶走，不然就被迫搬出宿舍。身为爱猫一族的空太，因为反抗权威，结果被撵出宿舍，流落到学生口中“恶名昭彰”的“樱花庄”，开始了他与其他房客的生活。隔年春天，随着世界级天才画家椎名真白搬进了樱花庄，空太开始过着被这名缺乏常识的少女耍得团团转的日子。

用语

樱花庄（さくら荘（さくらそう））

本作故事的主要舞台。两层高的古老木制公寓。最初是作为一个能让水高学生的美术与音乐才能得到伸展的自由开放的地方而建立，但由于有许多在普通宿舍里出现生活问题而被赶出来的学生居住于此，故“樱花庄”也被称为“问题儿童的老巢”（問題児の巣窟）。庭院种植有樱桃树。由于樱花庄未设立宿舍护理员，故所有住户必须自行整理家务，每个月还需强制参加校外清洁。

在空太就读高二时，学校理事会曾因“抗震问题”为缘由提出拆迁樱花庄的决定。对此樱花庄的所有住户多次举行抗议活动（包括学生联署）但效果甚微，最后，仁和美咲利用毕业典礼的演讲时间进行全校动员，最终化解危机。但随着伊织等人的毕业，樱花庄依旧被予以拆除。

水明艺术大学附属高中（水明芸術大学附属高等学校（すいめいげいじゅつだいがくふぞくこうとうがっこう））

简称“水高”（「スイコー」），本作故事的次要舞台。分为普通以及艺术两种学科。艺术学科下分美术以及音乐科。空太、七海、龙之介与仁（于第六集毕业前）是就读普通科，真白、美咲则是就读美术科。虽然艺术学科的单学年总人数仅有20人，但由于菁英化的培养制度，而吸引全国各地的学生报考。

水明艺术大学（水明芸術大学（すいめいげいじゅつだいがく））

拥有艺术相关学科的大学，在水高的旁边，教育设施丰富。

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