Chi jest słodką, małą, uroczą i skorą do zabawy koteczką. Z powodu swej ciekawości traci z oczu matkę i gubi się. Przygarnia ją małżeństwo z kilkuletnim dzieckiem, mieszkające w budynku, w którym nie można trzymać zwierząt. Nie mają zielonego pojęcia o problemach związanych z trzymaniem w domu małego kota. O ile nam, widzom, dane jest słyszeć i rozumieć kocią mowę, to nasi ludzcy bohaterowie nie mają takich możliwości. Ta bariera językowa będzie nieustannym źródłem zabawnych nieporozumień i kłopotów.

W zdemoralizowanym mieście, w którym cybernetyczne modyfikacje organizmu to norma, zdolny chłopak z ulicy chce zostać edgerunnerem, czyli wyjętym spod prawa najemnikiem.

Akcja anime toczy się w mieście akademickim, które, pomimo iż liczy sobie około dwa miliony mieszkańców, składa się w 80 procentach z uczniów i studentów, przybywających tu, by trenować swe nadprzyrodzone umiejętności. Główną bohaterką serii jest niejaka Misaka Mikoto, jedna z siedmiu osób w całym mieście posiadających najwyższy, piąty poziom umiejętności. Dziewczyna znana jest jednak bardziej jako „działo elektromagnetyczne” z powodu posiadanej mocy. W serii, obok Misaki, występują również inne ważne postaci: Shirai Kuroko i Uiharu Kazari. Obydwie dziewczyny należą do pewnej organizacji zrzeszającej uczniów walczących ze złoczyńcami, dzięki czemu możemy się spodziewać pięknych i dynamicznych walk. Ostatnią z bohaterek pierwszoplanowych jest Saten Ruiko, dziewczyna bardzo ubolewająca nad tym, iż nie posiada żadnych mocy (i starająca się za wszelką cenę takowe zdobyć).

Historia kręci się wokół piątki licealistów, którzy są zbyt młodzi aby nazywać ich dorosłymi, ale którzy nie są uważani za dzieci. Wakana Sekai chodziła na lekcje muzyki, ale odeszła po stracie matki. Konatsu Miyamoto jest pozytywnie myślącą dziewczyną, która kocha śpiewać i uczęszcza do chóru. Sawa Okita jest członkiem szkolnego klubu łucznictwa, ale jej marzeniem jest ujeżdżanie koni. Taichi Tanaka uczęszcza do klubu badmintona i który mieszka ze swoją siostrą, studentką. 'Wien' po prostu przeniósł się do klasy Wakany, po 12 latach spędzonych w Austrii. Wakana, Konatsu, Sawa i chłopcy zakładają nowy chór podczas ostaniego roku liceum.