本剧以镰池和马所著的轻小说《魔法禁书目录》中的人气角色御坂美琴为主角的外传漫画《科学超电磁炮》改编。故事发生在面积占据东京都西部的三分之一，居住着230万名人口，其中八成人口是学生的巨大都市“学园都市”。学园都市和外部隔离，研究最尖端科技。所有学生都接受超能力开发，并大都借由药物、催眠术与通电刺激等方式取得超能力。有各种类型不同能力，以范围和威力分为无能力者（Level0）、低能力者（Level1）、异能力者（Level2）、强能力者（Level3）、大能力者（Level4）和超能力者（Level5）。故事从学园都市最强的电击公主“超电磁炮”御坂美琴，某天认识了和黑子一样担任风纪委员的初春饰利开始......

位于东京西部的巨大“学园都市”。在总人口达230万人，其中约8成是学生的这座都市中，实施着超能力开发的特殊课程，学生们的能力被给予从“无能力Level0”到“超能力Level5”的六阶段评价。高中生上条当麻，也是住在学园都市的学生之一。他由于隐藏在右手中的力量——只要是异能之力，就连神的加护都能消除的“幻想杀手ImagineBreaker”，而被评价为名落孙山的“无能力”，过着充满不幸的人生。而上条的学生生活，由于暑假开始时从天而降的纯白修女而发生了巨大的变化。自从与逃离“魔法”世界的她——“禁书目录茵蒂克丝”相遇开始，上条就被卷入了各种各样的事件中。统率学园都市的“科学”方、与茵蒂克丝关联的“魔法”方，在惊险地解决双方事件的过程中，他的人际关系也逐步扩展。之后，魔法一方的十字教最大宗派罗马正教，终于注意到上条的存在……。如同呼应魔法方一般，科学方的学园都市也有所动作。但也有与逐渐开始对立的世界动向抗争的人不断出现。那些通过与上条有所关联，而使命运大为改变的“英雄”们。他们挺身而出与世界对峙。如同上条当麻做过的那样。科学与魔法第三次交织之时，故事将大幅推进！！

电击文库最畅销的轻小说《魔法禁书目录》曾在2008年10月由J.C.Staff改编成同名TV动画并大获好评，其外传《某科学的超电磁炮》也于09年10月改编成TV动画，相信不少观众早已拜倒在炮姐裙底的安全裤上。5月20日从日本著名的映像出版会社TSUTAYA传出了2010年秋天动画二期的图片。

青野月音（岸尾大辅配音）是一个平凡的高中男生，在升学考试之中，月音发挥失常，导致了无学可上的尴尬局面，就在此时，一间名为阳海学园的学校向月音抛出了橄榄枝，这是月音继续接受教育唯一的希望了，月音当然毫不犹豫的接受了。然而，阳海学园可不是什么普通的学校，这是一所专门供给各种各样的妖怪们学习的学校，照理来说，人类是不可以进入校园的，一旦被发现真实身份，便会被妖怪们杀死。一次偶然中，月音邂逅了名为萌香（水树奈奈配音）的吸血鬼少女，萌香意外的发现月音的血有着至高无上的美味，于是决定帮助月音隐瞒身份，在这所学校里生存下去。

虽然涅吉（佐藤利奈配音）只有10岁，但他强大的魔法能力使得他足以担负起任教麻帆良学院的重任，只是，性格有些害羞又未经人事的涅吉，要他面对班上31名年长且清纯可爱的女生，这样真的没问题吗？每一个魔法使的身边，都会存在一个保护大的勇士，两人之间要签订契约，生死与共。而一直没有勇士相伴的涅吉，居然在阴差阳错之下，和自己的学生，巨力系少女神乐坂明日菜（神田朱未配音）签订了契约。除此之外，情报通朝仓和美（笹川亚矢奈配音），文学少女绫濑夕映（桑谷夏子配音），阴阳师近卫木乃香（近卫木乃香配音），这些女孩子们的出现，也为涅吉惊险刺激的生活增添了一份欢乐。

这里是，“人”“神”“魔”各个种族混杂在一起的神秘世界密斯塔尔希亚。快活的玛娜莉亚王国公主“安”，内向的龙族公主“格蕾尔”。自两人的相遇之后，玛娜莉亚魔法学院的生活开始了。