故事发生在面积占据东京都的三分之一，居住着230万名人口且其中八成人口是学生的巨大都市“学园都市”。学园都市的学生均会接受超能力开发，借由药物、催眠术与通电刺激等方式取得超能力。能力者以范围和威力分为无能力者Level 0至超能力者Level 5。

主角御坂美琴是学园都市中仅七位超能力者Level 5的其中一人，排行第三。她是拥有操纵电击能力的“电击使”，因其特有的绝招(将硬币以音速的3倍的初始速度发射)“超电磁炮Railgun”而得名。

本作通过美琴的视角来描绘学园都市的平常而不平凡的日常生活，也叙述学园都市秘密进行非人道性质的实验，从而使大家对于本作及本篇《魔法禁书目录》的背景(世界观中科学侧)的认识慢慢变得清楚。
 

《GATCHAMAN CROWDS》剧中设定每一种生命体都有独自的精神性特异能力，只要利用高科技就能够把这股能力转化为实际的能量物体‘NOTE’。把‘NOTE’原生能量提炼且制作成功的强化服装，即是科学小飞侠“G team”的战斗服。在地球上活跃的科学小飞侠，成员均来自‘评议会’派遣过来的宇宙人、具有潜在特质的地球人。他们的首要任务是保卫地球的珍贵资源和地球人的生命，以免落入企图入侵地球的外星罪犯之手。只不过他们最近接到评议会的指示，开始着手调查一种神秘的存在‘MESS’……

第1期

故事发生在虚构的日本第二首都——2015年的东京都利川市，在高科技的应用下智能手机和社交网络已经成为和人们不可分割的一部分.不过在城市中出现了麻烦与骚乱的未知存在“MESS”，而主角一行则是作为解决此事的“Gatchaman”，利用特殊的笔记本“NOTE”将灵魂的特殊能力实体化为铠甲，并利用这种力量介入事件，维护城市的和平。但同时网络社交媒体“GALAX”也已经悄然对城市有所改变，而“GALAX”的一位名人“LOAD”并不认同“Gatchaman”为城市和带来的意义。通过“GALAX”，不同职业和身份的“GALAXER”——“GALAX”的用户可以各司其职的帮助周围的人，每当“GALAXER”遇到困难时，他们能受到软件自带的人工智能“X总裁”的指导，掌握紧急事件的状况、保持冷静并尝试通过自己和周围的人解决事态。“GALAX”称其为“更新”，GALAX的创立者想通过这个方式创立理想的横向社会。

由于“LOAD”对“Crowds”能力的错误把握，导致了本季故事的最大危机。

第2期

在立川事件过去一年后，CROWDS的力量在日本首相菅山的推广下已经遍及全民，但仍然有对此感到不满的声音存在，其中最为活跃的是一个名叫“VAPE”的组织。他们使用与普通的蓝色CROWDS相对的红色CROWDS引发各种恐怖袭击，使得人们对于CROWDS的不信任感加强。

另一方面，长冈市突然降临了不明飞行物，乘坐它的是名叫杜兰莎的外星人。而居住在长冈、梦想成为英雄的普通少女·三栖立翼，则被选拔为新的GATCHAMAN。