Kamijou Touma è uno studente che vive nella Città Accademica, un luogo altamente avanzato dal punto di vista tecnologico. Nonostante venga classificato come un esper di livello zero (senza poteri), possiede sulla mano destra l'Imagine Breaker, un'abilità che annulla qualsiasi potere. Touma incontra una giovane ragazza di nome Index, che sta cercando di fuggire da Necessarius, un potente organizzazione magica di cui è membro. Dotata della capacità di memorizzare qualsiasi tipo di informazione, lei custodisce 103.000 libri magici proibiti nella sua mente. Mentre scienza e magia si incrociano, Touma deve affrontare diversi pericoli tra esper e maghi che si manifestano nella vivace città scientifica.