舞台は総人口230万人弱、東京西部の大部分を占める巨大な都市。
その人口の約8割が学生ということから、『学園都市』と呼ばれていた。
学園都市の生徒達は、超能力を発言させるための特殊なカリキュラムが組まれていて、その能力によって、『無能力』(レベル0)から『超能力』(レベル5)までの6段階で査定されていた。

主人公・上条当麻(かみじょうとうま)は、学園都市の高校生だが、その評価は落第寸前の無能力(レベル0)。なぜなら彼の右手には、"異能の力ならなんでも打ち消す"『幻想殺し』(イマジンブレイカー)と呼ばれる能力が宿っていたからだ。夏休みに入ったばかりの日、彼の部屋に純白の修道服のシスターがいきなり空から降ってきた。その少女はこう言った。

自分は"魔術"の世界から逃げてきた――と・・・。