東京西部に位置する巨大な『学園都市』。総人口230 万人を数え、その約8割を学生が占めるこの都市では、超能力開発のための特殊なカリキュラムが実施され、学生たちの能力は『無能力(レベル0)』から『超能力(レベル5)』までの六段階で評価されていた。とある高校生・上条当麻(かみじょう・とうま)も、学園都市に住む学生のひとり。彼は自分の右手に宿る力――異能の力なら神の加護すら打ち消す『幻想殺し(イマジンブレイカー)』のため、落第寸前の『無能力』の評価を受け、不幸まっしぐらの人生を送っていた。そんな上条の学生生活は、夏休みのはじめに空から降ってきた純白のシスターによって、大きく変わってしまう。「魔術」の世界から逃げてきたという彼女――『禁書目録(インデックス)』との出会いに始まって、さまざまな事件に巻き込まれていく上条。学園都市を統べる「科学」サイド、インデックスに連なる「魔術」サイド双方の事件を綱渡りで解決していくうちに、少しずつ人の輪を広げていくことに。そして、ついには魔術サイド、十字教最大宗派のローマ正教が、上条の存在に目を向けることになってしまう……。魔術サイドに呼応するように、科学サイドたる学園都市も動きだす。しかし、にわかに対立を見せ始めた世界の動きに抗うように、立ち上がる者たちがいた。上条とかかわったことで、大きく運命を変えた『ヒーロー』たち。彼らもまた、身を挺して世界と対峙する。上条当麻がそうしてきたように。科学と魔術が三度交わるとき、物語は大きく動き出す――!!
「結局、戦争はなくならなかった」「地球という惑星の隅々まで開発の手が伸び、高出力のレーザーが気軽にシャトルを打ち上げ、一部の権力者が月面に別荘を建てるような時代になっても、人は人と争う機構を、自分の精神から取り除くことが出来ずにいた」「そう――ただ、変化はあった」「超大型兵器――オブジェクト。本体だけで全長50mを越えるこの新兵器は、登場と共にこれまであった戦争の常識を全て塗り替えてしまった」「とある島国によって初め提示されたその兵器は、14カ国からなる連合軍の攻撃をうけ、しかしその全てを退けた。最後には太平洋上で核兵器の洗礼を受けるが、その攻撃にも耐え、半身をアイスのように溶かしながら、残った兵装だけで連合艦隊を殲滅した」「以来、オブジェクトは戦争の代名詞になった」「21世紀前半の国際連合の崩壊以来、それまで存在したあらゆる国家が破綻、あるいは変貌し、大きく4つの連合体に色分けされるようになった世界。各国による地球の支配権の奪い合いは、 オブジェクト同士の『クリーンな戦争』で決まるようになった」そんなオブジェクトの設計士を目指す学生クウェンサーと腐れ縁の相棒の兵士ヘイヴィアは、戦場で自軍のオブジェクトのパイロットである少女ミリンダに出会う。ある戦いで彼女の乗るオブジェクトが敵のオブジェクトに破壊された時、二人は生身でオブジェクトと戦うことになるのだった……