Academy City é um lugar altamente desenvolvido em termos de tecnologia. Diz-se estar 20 a 30 anos à frente do resto do mundo. Oitenta por cento dos seus 2,3 milhões de residentes são estudantes. O foco dos estudos aqui é direcionado para os poderes esper. Misaka Mikoto, uma das mais experientes da cidade, divide um quarto com Kuroko Shirai, outra esper de alto nível que é membro do Judgement, uma agência de aplicação da lei composta por estudantes. Ambas frequentam a Tokiwadai, uma escola particular reservada a alunos de alto nível e ricos. A parceira de Kuroko na Judgement, Kazari Uiharu, é uma esper de baixo nível que estuda na escola Sakugawa. Sua melhor amiga e colega de classe é Ruiko Saten, uma nível zero (sem poderes esper). Juntas, as quatro encontram várias aventuras na emocionante cidade científica.