在秩序井然的艾嘉王国，人类谨遵祖先的教训，绝不抬头仰望苍穹，放纵思绪流淌狂奔。传说在很久以前，地上的人们挑战造物，结果致令重力反转，难以数计的人类和建筑“坠入”蓝天，销声匿迹。但森严的秩序和自由思想势必发生冲突，少年艾吉（冈本信彦 配音）夜晚偷偷溜到野外，躺在草地上仰望繁星点点的夜空，而就在此时，身后的洞口出现了一个神色慌张的女孩。她叫帕特玛（藤井雪代 配音），拥有和艾吉全然相反的重力场。为了防止帕特玛跌落到空中，艾吉小心翼翼将其带到小屋保护起来。可是政府很快发现了帕特玛的踪迹，最高领导人动员全部力量展开围捕。 在你来我往的追逐过程中，艾嘉王国和反转人的秘密也悄然揭开……

本作主人公冈部伦太郎（宫野真守 配音）是个患有严重中二病的大学生，自称为“凤凰院凶真”的他和伙伴们组成了“未来发明研究所”，在位于秋叶原的一个简陋实验室内进行各种古怪发明和调查。 2010年7月28日这天，冈部和青梅竹马真由理（花泽香菜 配音）一同去了科学讲义会场，在那里，他们遇见了天才少女牧濑红莉栖（今井麻美 配音）。让人意想不到的事情发生了，冈部在会馆楼道内听到一声惨叫，他闻声而至，发现了倒在血泊中的牧濑。冈部用手机短信将这件事告诉好友桥田至，这个举动，让世界都颠覆了。实验室里那个所谓的“未来道具”，竟然真的可以左右世界的进程，冈部自此成了孤独的观测者。 这一切都是命运石之门的选择。

由人类改造而成的“水之星球”AQUA上，有一座著名的观光城市“新威尼斯”。15岁的水无灯里（叶月绘理乃 配音）从地球来到新威尼斯，憧憬着成为一名帅气的领航员，“领航员”的主要工作是划着凤尾舟载着游客领略水城的美景。她在一所叫亚利亚的领航公司中担任领航员工作，她先后结识了蓝华、爱丽丝等好友，还遇上被称为“三大水精灵”之一的艾丽西亚前辈。 身为“半熟手”的灯里，尽管还不能熟练地出航招待客人，但她每一天都为梦想而努力着。在水之城新威尼斯上，乐天派的灯里和她的朋友们经历着各种各样的新鲜事，从这些与地球全然不同的际遇中，灯里渐渐地意识到要成为一名出色的领航员意味着什么。

故事发生在地处偏远的小岛“浦岛”上，虽然那里风景如诗如画民风淳朴又自由，但世世代代都生活在那里的原住民们，他们被曾经发生过的事情和古老的繁文缛节所限制。随着时间的推移，无法看到未来希望的居民们开始自暴自弃。 一天，一位名为三千里切那（铃木达央 配音）的男子被海浪冲到了沙滩上，失去了重要的记忆的他，只知道自己背负着拯救世界的使命。在岛上，切那邂逅了只在夜晚出门的顽固家里蹲御原凛音（田村由香里 配音）、个性大大咧咧有些男孩子气的枢都夏莲（阿澄佳奈 配音）和拥有着悲惨身世灵感力极强的伽蓝堂纱罗（山村响 配音）。