Touma Kamijou é um estudante que vive em Academy City, um lugar altamente avançado em termos de tecnologia. Apesar de ser considerado um esper de nível zero (sem poderes), ele possui em sua mão direita o Imagine Breaker, uma habilidade que nega qualquer poder. Touma encontra uma jovem chamada Index que está tentando fugir da Necessarius, uma poderosa organização mágica da qual ela é membro. Abençoada com a habilidade de memorizar qualquer tipo de informação, ela possui 103.000 livros mágicos proibidos em sua cabeça. À medida que a ciência e a magia se cruzam, Touma precisa enfrentar vários perigos que aparecem na empolgante cidade científica.