故事背景始于自从开发FRACTALE系统(フラクタル・システム)成功后，人类不再需要工作就能生活下去。这样的乐园维持了千年，系统仍然运作，可是再没有人能准确解析系统的状态。居住在世上大部分的人类，依然相信只要系统维持运作，就能永远的幸福下去。可是随着某小岛的FRACTALE系统开始崩坏，故事进入序幕。

每天过着平淡生活的少年克莱因救下了因被人追赶而堕崖的少女芙琉奈。这次的偶遇使克莱因的心神起伏不巳，然而一晚过后芙琉奈却突然消失得无影无踪，只遗留了一枚胸针。芙琉奈说这是她笑容的泉源，看了克莱因婴孩时期的笑容后更相信胸针能守护着克莱因。胸针内封印着一个跟芙琉奈相似的女孩奈莎。克莱因与从胸针具现化的奈莎一起踏上找寻芙琉奈的旅途，终于发现FRACTALE系统的秘密......

用语

FRACTALE系统 (フラクタルシステム)

又称“分形系统”，为22世纪网络化的科学产物，是数量高达数兆的电脑的总称。通过植入体内的FRACTALE终端定期向浮空服务器传送生活数据，使所有人能得到基本的保障，并且赚取一定数量的收入。系统主宰著世界，造就了一个就算不工作也能保证生活、没有争端的世界。

浮空服务器

又称“Balloon”(气球)，漂浮在平流层固定点的高空浮动服务器中继站。

FRACTALE终端

微型装置，能植入人体内，能对人体的营养进行调节，也能培植药剂成分，防止人体患病。还能使人直接与电子分身沟通。可是会使人容易受跟收发器同步协调的影响。个体能除去FRACTALE终端以避免系统的监控，但同样会丧失系统所带来的利益。

星

实为卫星般的收发器，围绕着地球运转，主要用作数据连输(像现今的互联网)，也负责与植有FRACTALE终端的个体进行协调，当人凝视星时，就会自动获得当事人的数据。

奉星祭 (星祭り)

由修道院举行的“庆典”。与普通的节日不同，人们需要靠近向一条指向天空的天线，亦要凝视着在天线上方的“星”。修道院对外称参加奉星祭是为了获得星的庇护，但事实上是更新人体中的纳米机器，即“洗脑”，以使人们摒弃不必要的疑惑。另外，在更新过程中，装有FRACTALE终端的人都将无法移动。此外，附有FRACTALE终端的人可以带上特制的眼镜，以避免与“星”进行同步更新。

迷失千年运动 (ロストミレニアム運動)

是为了摆脱FRACTALE系统而诞生的运动。参与运动的有不同的部族，其中就包括以桑达(Sunda)为首的部族“格拉尼茨家(Granitz family)”，有关“格拉尼茨家”详情请参见格拉尼茨家。

修道院 (僧院)

由教士主理的教派，负责维护FRACTALE 系统。鼓励人民对星许愿，以协调人体。院内设有高科技武器，作防卫用途。

电子分身 (ドッペル)

名称取自德文doppelgänger的简称doppel，真实世界内以虚拟的层面互动地呈现一个人。大部分分身为真人创立的代替物，一般的电子分身外型以机器人为主，但也有例外，如奈莎的外型跟人类无异。电子分身能触碰及被触及，能拥有像真人般的感觉，但只有奈莎为唯一的例子。电子分身由数据组成，因此能渗透入电子显示屏，在任何地方随意出现。可是遇上电流干扰，分身便会消失。

只对女性有反应、世界最强的超级兵器“Infinite Stratos(IS)”。

因为IS的问世，性别平等被破坏，世界变成女尊男卑的社会。主角“织斑一夏”在高中的入学试验误入IS操纵者育成学校“IS学园”的试验会场并意外地启动了IS。成为全世界关注的“世界上唯一能操纵IS的男性”的一夏，被政府强制就读向来只有女性的IS学园，在全校师生对他充满好奇心的视线下，一夏波澜壮阔校园生活就此展开。

IS设定

IS正式名称是“Infinite Stratos”。以宇宙活动为目的制作的多功能太空服，使用反作用力力翼、流动波的干涉等理论，所有IS皆可漂浮于空中。在“白骑士事件”展露出压倒性的兵器性能后，转变为军事用的飞行强化服，成为各国军事力量的指标。目前有1～4世代版本。

IS有许多谜团。特别是相当于心脏部分的IS核心的技术，除了已知会自我进化外全部没有公开，完全是黑箱状态。另外，因为不明的原因，除了织斑一夏外，只有女性能使用IS。

因唯一能制作IS核心的篠之之束博士停止制造的缘故，IS的总机数固定在467架(实际上指登入进国际IS机构的核心数量，实际数量不明)，要制造新机型必须将旧机体解体、核心初始化。在小说第3本中的第3话—“站在条那境界线上”—(Thin Red Line)说明了在467架的IS里面，实战型IS占了467架中的322架，而其余145架就是供给各国研究机关或企业做为研究开发之用。而这些地方所研发出的许多实验机体都交给IS学园的专用机持有者使用。在IS学园里面计上教师使用机，训练机以及专用机就占了467架中的30架。而一夏等人入读的一年级里面，有专用机的人就有5人以上，以前最多似乎也只有3人。而专用机之所以有这么多人在一年级，似乎是因为第三世代专用机持有者原本就设定得比较多、和世界出现了“全世界唯一可以使用IS的男性”织斑一夏，这使各国也纷纷动作频频。

IS世代

第一世代

目标为“完成IS”的机体，现在已全数退役。

第二世代

发展装备上的多样化，拥有高稳定性。目前仍有大量第二世代机体服役。

第三世代

以实装“使用操纵者的想像界面的特殊兵器”为目标，蓝色之泪的BIT兵器、甲龙的空间压缩兵器和黑雨的AIC力场均属此类。目前各国投入大量资金和时间研究，但都只处于实验机的阶段。

第四世代

以“无需透过套件换装就能对应全领域、全情况变化的万能机”为目标，因为技术发展的幅度已经远超各国能追赶的幅度，因此符合第四世代机种定义的目前只有篠之之束博士亲自制造的“红椿”与“白式”二部机体。