ในโลกอนาคต ความสามารถต่างๆ ของผู้ที่มีพรสวรรค์พิเศษ ที่เรียกว่าพลังจิตหรือเอสเปอร์ ได้กลายเป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ สาขาวิชานี้ขัดแย้งกับพลังเหนือธรรมชาติอีกประเภทหนึ่ง นั่นก็คือ เวทมนตร์ เรื่องราวเกิดขึ้นในเมืองแห่งการศึกษาที่มีเทคโนโลยีขั้นสูงตั้งอยู่ทางตะวันตกของกรุงโตเกียว ประเทศญี่ปุ่น วันหนึ่ง ชีวิตของโทมะต้องพลิกผันครั้งใหญ่เมื่อแม่ชีสาวคนหนึ่งหมดสติอยู่บนระเบียงห้องของเขา เด็กผู้หญิงคนนี้ชื่ออินเด็กซ์ และเธอมีความทรงจำอันพิเศษที่สามารถเก็บรักษาคัมภีร์เวทมนตร์นับแสนเล่มได้ อินเด็กซ์ถูกล่าอย่างไม่ลดละโดยผู้ที่มีเวทย์มนตร์ และโทมะก็เสนอที่พักพิงและความคุ้มครองของเธอจากทั้งด้านเวทมนตร์และวิทยาศาสตร์