故事发生在占据东京都西部三分之一的学园都市，这里居住着230万人口，其中八成是学生。学园都市与外界隔离，致力于超能力开发研究。学生们通过药物、催眠和电击刺激等方式获得超能力，能力等级从无能力者（Level 0）到超能力者（Level 5）分为六个等级。主角御坂美琴是仅有的七位Level 5超能力者之一，排名第三。她能够操控电磁力，绝招"超电磁炮"能将硬币以三倍音速发射。故事围绕御坂美琴与好友白井黑子、初春饰利、佐天泪子等人的日常生活展开，她们在解决学园都市中各种超能力相关事件的同时，也逐渐揭开了这座科技都市背后隐藏的黑暗秘密。