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。

在奇幻作品电子角色扮演游戏游戏中，玩家将会成为在空中旅行的“骑空士”，以传说中的岛“伊斯塔鲁西亚”为目标、展开与伙伴的一同旅行的冒险故事。游玩主线故事与战斗的“任务”来推进游戏剧情，此外，我方角色、武器和道具入手并借此强化，也是这款游戏的游玩目的之一。除此之外，也有可让多数玩家共同参与的共斗任务，让此游戏充满着MMORPG的游戏要素。

本作中的世界观，每座岛、土地均飘浮在空中。岛跟岛之间使用可飞行的骑空艇来联系，也因此骑空士的冒险相当的盛行。文明水准大致等同历史上近世的世界，据说骑空艇的这类突出的科学技术，是由过去支配世界的传说之民・星之民所遗留下来的。星之民在被称作“霸空战争”的事件过后在世上消失了踪影，星之民所操纵的强大自律兵器星晶兽则沉睡在这空之世界的各个地方。总称做空之民的现代住民，有与人相同姿态的人类、头上有对角的多拉夫族(男性身材壮硕、女性身材娇小)、有着兽耳的艾伦族、以及身高只有人类一半的哈宾族，四个种族共同生存。此外，魔法的力量也有别于星之民的技术，是自古传承下来的力量，每座岛上也有各式各样的魔物存在。

在某一座小岛・赛克汀瑟，与小只的龙・碧为伙伴一起成长的主人公怀抱着前往被称作传说之岛的伊斯塔鲁西亚的梦想。在将要从故乡出发的那一天，军事国家・艾尔斯提帝国以及被其追捉的少女露莉亚、和守护着她的女骑士卡塔莉娜出现在主人公面前。主人公为了保护露莉亚而负伤近濒死的程度，接着露莉亚使用了星晶兽的力量救了他，并且让她与主人公共有操纵星晶兽的力量。以空之尽头为目标的主人公与碧、以及为了逃离帝国势力圈而奔走的露莉亚和卡塔莉娜，共同迈向前往伊斯塔鲁西亚的旅程。

不久之后，渐渐加入了新的伙伴，骑空艇操舵士拉卡姆、魔导士少女伊欧、老兵欧根、谜之魔女萝赛塔等多人加入主人公同行的行列。乘着骑空艇古兰赛法号的一行人，先后造访各式各样的岛，并解决了许多有关星晶兽的问题。另一方面、艾尔斯提帝国的宰相芙莉西亚执意持续地追迹主人公等人，并且在各个岛周边住派军队得以搜索他们。此外，带着与露莉亚有相似能力的少女欧尔姬斯的帝国顾问官・黑骑士阿波罗，也在主人公面前出现数次，并且带有某种有别于帝国的目的行动着。

到2020年现在，主线故事还在持续追加更新当中。