故事发生在面积占据东京都的三分之一,居住著230万名人口且其中八成人口是学生的巨大都市“学园都市”。学园都市的学生均会接受超能力开发,借由药物、催眠术与通电刺激等方式取得超能力。能力者以范围和威力分为无能力者Level 0至超能力者Level 5。
主角御坂美琴是学园都市中仅七位超能力者Level 5的其中一人,排行第三。她是拥有操纵电击能力的“电击使”,因其特有的绝招(将硬币以音速的3倍的初始速度发射)“超电磁炮Railgun”而得名。
本作通过美琴的视角来描绘学园都市的平常而不平凡的日常生活,也叙述学园都市秘密进行非人道性质的实验,从而使大家对于本作及本篇《魔法禁书目录》的背景(世界观中科学侧)的认识慢慢变得清楚。