十四岁不良少年浦饭幽助，为救一个小孩被汽车撞死。由于他的死亡是预计之外，灵界没有他的容身之所，因此他得到一个重生的机会。经过灵界考验，幽助重回自己身体，并成为“灵界侦探”。一次任务中，幽助结识了妖怪藏马和飞影。他们三个加上死党桑原和真，替灵界解决不少案子。
其后更在“暗黑武术大会”中，一路击败众多强敌获得冠军，他们实力和友情与日俱增。为阻止意图打开魔界通道的前任灵界侦探仙水忍，幽助他们进入了魔界，战斗中幽助被仙水所杀害。但原来幽助是魔族的后代，具有第二颗心脏，因此又再复活为魔族。在魔族父亲雷禅插手“附身”下，幽助打败了仙水，事后众人亦回到人间。
幽助四人和仙水的决战，惊动魔界三国国王：雷禅、黄泉和躯。他们各自向幽助、藏马及飞影发出邀请，希望他们加入自己阵营。幽助不满雷禅打断他和仙水的决战，因此要去找他“算账”。藏马则因多年前的恩怨，加上人间界“父母”及“弟弟”被劫持，不得不接受黄泉的邀请。飞影为获得更多战斗经验，亦接受了躯的邀请。他们三人都再次进入魔界，不到一年便成为各国的次强者。
一年后雷禅因爱拒绝食人而饿死，幽助成了国王，并提议举行“魔界统一战”，胜利者可成为魔界统治者。最后雷禅昔日打架朋友“烟鬼”获胜，他订立了“不准干扰人间界”规定，希望每三年举行一次比赛。最后，幽助和藏马回到了人间界，飞影则继续留在魔界。
设定
故事中除了“人界”以外，另有“灵界”和“魔界”。灵界是人类死去后灵魂会前往的地方，而魔界则是妖怪居住的地方。
相对于妖怪的“妖力”，有天分并经过训练的人类可以发出“灵力”，并用于战斗中与之抗衡。
妖怪实力等级之分是S>A>B>C>D>E
同一级也有分为上中下的等级。例如暗黑武术大会后，飞影得知户愚吕(弟)妖力是B级上等，而自己则是B级中等。
魔界洞穴篇中，身为人类的仙水忍拥有与S级妖怪同等的实力。剧中提到目睹幽助被杀后的藏马、飞影及桑原皆提升到A级，但三人合力依然无法伤到仙水。随后幽助因魔族大隔世复活且觉醒了S级妖力，能与仙水打成平手。
9人的灵界特防队合力能制服A级妖怪，而小阎王的魔封环能封印S级妖怪。但在深不可测的魔界，灵界只能控制第一层的一半，因此在魔界与人界之间布下一道令A级或以上的妖怪无法通过的结界，仅有B级或以下的妖怪能透过空间扭曲的大小来往人界。
S级只是灵界对于妖力强大到足以令其束手无策的妖怪所给予的统称。魔界广大深远，即使同为S级妖怪，彼此之间实力也可能会有天壤之别，例如魔界三强的国王妖力皆达一百万以上，但各自阵营的次强者皆只有数十万;或雷禅仅是操控幽助，也能轻松杀死同样拥有S级实力的仙水。
故事发生在遥远的未来。由于人类过度开采地球资源，地球变得荒芜而不再适合人类居住。人类在寻找新能源时发现了“熔岩燃料”，但“熔岩燃料”的开采会吸引来半机械生命体“叫龙”(叫竜(きょりゅう))的攻击。为对抗叫龙，幸存的人类发明了人形战斗机甲“FranXX”，并将男孩和女孩训练成“操纵者”(パラサイト，Parasite)，配成一对共同驾驶 FRANXX 与叫龙作战。其中一名男孩广在过去被视为神童。但他在一次失败后变得无法驾驶 FRANXX，这让他失去生存的欲望，直到他遇见一位名叫“02”的女性操纵者。故事由此展开。
登场机体
第13都市部队
鹤望兰(ストレリチア，Strelizia)
广与02的FRANXX机体。头部有着尖角、以白色为主的机体。02单独驾驶的情况下会进入Stampede Mode的四足野兽型态。配有名为“Queen Pike”的巨型长矛。
鹤望兰·天燕(ストレリチア・アパス，Strelizia Apus)
鹤望兰的巨大FRANXX机体。
鹤望兰·真·天燕(ストレリチア・真・アパス，Strelizia True Apus)
鹤望兰变身02新娘的巨大FRANXX机体。
翠雀(デルフィニウム，Delphinium)
莓与五郎的FRANXX机体。持有两把剑型武器“Envy Shop”。
青葙(アルジェンティア，Argentea)
未来与揃目(纯位数)的FRANXX机体。配备爪型武器“Night Claw”，擅长以高速进行接近战。
金雀(ジェニスタ，Genista)
开始时由心与太操纵的FRANXX机体，后改由心与满驾驶。有着看似大衣的重装甲，配有名为“Rook Sparrow”的附刺刀重型火炮。心曾在单独驾驶的情况下进入过Stampede Mode的四足野兽型态，但只持续数秒就被满制止。
吊兰(クロロフィッツ，Chlorophytum)
开始时由生野(郁乃)与满操作的FRANXX机体，后改由生野与太驾驶。手臂上一对名为“Wing Spang”的部件足以令它飞行一段时间，内藏的高速机炮使它擅长打游击战和进行支援。
第13都市部队以外的机体
第26部队量产机(第26部隊量産機)
26部队的FRANXX机体。机身以黑色为基础，眼睛部位为护目镜式，和13部队的机体不同，无法呈现出表情。不过机体性能相当，以采取联合攻击为主。
九式(九式(きゅうしき))
9's部队的专用的白色FRANXX机体。与其他FRANXX机体不同，是由雄雌蕊都可以担任机体和负责操作。
用语
APE
由来源、身份不明的科学家组成，统治人类的机构。
黄血球(黄血球)
人造血球，身为驾驶者的孩子们的血液中特有的成分，是与FRANXX进行同调时必需的化学物质。
EXLIXIR注射(エリキシル注射)
对于体质较弱的孩子们进行的药剂注射。使其身为Parasite的适应性大幅提升，但有着只有15%生还率的副作用。
大人/小孩(オトナ/コドモ)
在这个世界上已经进化的人类，“孩子”们都被以编号(Code Number)称呼。
叫龙(叫竜(きょりゅう))
袭击人类的巨大生物们的总称。以体型大小分为最小型的康拉德级(Conrad)、约有FRANXX两倍大小的莫霍罗维奇级(Mohorovičić)，一般简称莫霍级(Moho)，和有着超大体型的古腾堡(Gutenberg)级，以及有古腾堡级数倍大小，力量足以掀翻生态堡的超雷曼级。就算是同级也有不同的姿态与能力。血液为蓝色，有着会向熔岩燃料产生的能量反应处聚集的特性，必须破坏体内的核心才能将其消灭。在FRANXX被开发出来之前，击破叫龙需要动用数枚核弹才行。
实际上是叫龙人所制造、用来对抗VIRM的生物兵器。
Stampede Mode(スタンピード・モード)
指FRANXX脱离操纵者的控制，变形、暴走状态的情况。
第13生态堡“樱”(第13プランテーション「セラスス」，Plantation Cerasus)
主人公们所属的第13部队被分配到的生态堡(Plantation)。由于02正式配属至此处，所以被列入特别观察的对象之中。
于第15话大裂口攻略战中，在山脉型叫龙的强袭、西瓜虫型叫龙们的入侵、巨臂型叫龙的镇压下，陷入半毁坏的地步。
第26生态堡“菊”(第26プランテーション「クリサンセマム」，Plantation Coleostephus)
与“樱”连接的生态堡。第15话大裂口攻略战中被突然从正下方蹦出了山脉型叫龙击沉。
寄生植物(パラサイト，Parasite)
FRANXX的搭乘、操纵者们的总称。年纪都在十几岁左右，只会给予战斗所需的情报与资料，除此之外的事项皆为封锁状态，操纵者会给予编号互相称呼，在作息时间与活动空间都有着严格的管制。只有13都市部队成员是因为广的提议与命名才有了各自的名字。
雌蕊/雄蕊(ピスティル/ステイメン，Pistil/Stamen)
FRANXX的女性操纵者被称为雌蕊(Pistil)，男性被称为雄蕊(Stamen)。
FRANXX(フランクス)
人类为了对抗叫龙所制作的机器人兵器。
其运动性能与可施展的动作完全依照雌蕊的身体状态而定，在受创时对雌蕊会产生幻痛，受创严重的话会导致雌蕊昏厥使机体性能停止。必须要在雄蕊与雌蕊互相信赖的情况下才能发挥出机体真正的性能。
已知在搭乘的情况下会造成驾驶员的老化，如未来在大裂缝作战后就有头发发根开始变白的情况发生，若是一次大量使用机体的能量，就会像生野(郁乃)那样瞬间白头。
试作型的FRANXX为单人驾驶模式，由于当时大人的驾驶员已失去生殖能力而无法满足启动机体的需求，才需要投入具有黄血球、拥有生殖能力的孩子们驾驶，并改成现在的双人驾驶模式。
正极性脉冲/负极性脉冲(ポジティブパルス/ネガティブパルス，Positive Pulse/Negative Pulse)
搭乘FRANXX时，两名操纵者之间必须同调，为此称之为两人(操纵者)所发出的信号。
米斯特尔汀(ミストルティン，Misteltein)
通称“鸟笼”。种植园(Plantation)内“孩子”们所生活的区域。
魔物与王子殿下(まものと王子様)
02在年幼时所获得的绘本，而她亦在此学懂“Darling”一词。
绘本内容讲述身为魔物的公主希望与人类王子结婚，公主之后找到魔女并求她将自己变为人类，但时限一到公主便会打回原型，必须杀掉王子才能维持人类外表，最终公主不忍而毅然离去。
叫龙人(叫竜人(きょりゅうじん))
于本作故事开始前的6000万年前的太古时代，与来自宇宙的侵略者VIRM交战、和现在的人类有着完全不同的文明的古代种族。
VIRM(VIRM(ビルム))
来自宇宙的侵略者，被叫龙公主称为“真正的敌人”而一直警戒着。
要求宇宙中其他生命体舍弃肉体并与他们加以同化的侵略者，不从者就会对其展开全面战争。对于人类意见保持中立的态度
在一个反乌托邦的未来，日本政府强烈地打击任何被认为不道德的活动，所有公民被迫装上侦测器Peace Makers (PM)以便侦测出任何一个可能违反法律的词汇或动作。主角奥间狸吉进入以优良的道德风纪闻名的学校后、加入他所憧憬的学姐锦之宫安娜所在的学生会，然而、他却被恐怖份子雪原之青盯上，被迫加入了她的组织SOX，并从事各种各样以色情为主题的抗议行动。