Toaru Majutsu no Index – Bercerita disebuah kota akademi, sebuah kota yang mengedepankan ilmu pengetahuan, didalam akademi, murid esper juga ada. Esper adalah seseorang yang memiliki kemampuan supranatural. Untuk para esper, mereka juga menggunakan sistem peringkat untuk mengetahui perkembangan kemampuan mereka.
Cerita berfokus pada Kamijou Touma, seorang esper berpringkat 0 (zero). Suatu hari, Touma tak sengaja berurusan dengan seorang esper gadis, yang bernama Misaka Mikoto. Misaka adalah seorang esper level 5, sebuah level tertinggi bagi para esper. Tapi, saat Touma berhadapan dengan Railgun milik Misaka, Railgun itu tiba tiba menghilang saat menyentuh tangan kanan Touma seperti tak terjadi apa apa. Yap, itu adalah kekuatan Touma, yang bisa memusnahkan semua bentuk energi, yang bernama Imagine Breaker.
Setelah berhasil kabur dari masalahnya dengan Mikasa, beberapa hari kemudian Touma malah bertemu dengan gadis loli yang bernama Librorum Prohibitorum Index. Index mengaku bahwa dirinya di incar oleh sebuah organisasi sihir. Karena Index adalah seseorang dengan 103.000 buku sihir dikepalanya, serta orang yang memiliki ingatan sempurna.
Sekarang bukan hanya masalahnya bersama para esper, Touma juga memiliki masalah dengan para penyihir. Serta dia akan mengungkap kisah kelam dibalik kota akademi,