En la futurista Ciudad Academia, en la que el 80% de los residentes son estudiantes, muchos de los cuales son espers que poseen poderes psíquicos únicos, Mikoto Misaka es la tercera más fuerte de solo siete espers que han recibido el rango de nivel 5. La serie se centra en las aventuras de Mikoto y sus amigas; Kuroko Shirai, Kazari Uiharu y Ruiko Saten, antes y durante los eventos de To Aru Majutsu no Index.