故事发生在战国时代，普通人家出身的男孩猪名寺乱太郎祖辈曾是忍者，在父亲的劝说下，他离开家乡摄津，进入当时一流的忍者学园学习。在学校，他认识了与之同龄的新兵卫和雾丸。新兵卫是一个出身富商家庭的小胖子，为人迷迷糊糊，对吃尤为感兴趣；雾丸则是身世贫苦的孤儿，为人精明，贪财吝啬。这三个性格迥异却的小家伙成为好朋友，他们最大的共同点就是经常因为考试不及格受到处罚。当然，以校长大川平次涡正为首的老师们也都是性格古怪且鲜明的爆笑人物，乱太郎他们和周围的同学、老师一起上演了连番搞笑、有趣的精彩好戏…… 本片根据漫画家尼子騒兵衛原著《落第忍者乱太郎》改编，改编成动画时，因NHK电视台的禁忌而将“落第”二字去掉。
木之幡米拉（高柳知叶 配音）曾经和一个男孩许下了“寻找小行星”的约定，随着时间的而流失，虽然米拉和这个男孩早已经没有了任何的联系，但这个约定却依然被铭记在米拉的心间。为了完成约定，升上高中的米拉加入了学校的天文社，哪知道为了节省社团经费，天文社竟然于今年同地质社合并，变成了地学社。个性老实，沉默寡言，甚至有些害羞的真中苍（山口爱 配音）、虽然身为学姐，但却异常柔弱的猪濑舞（指出球亚 配音）、常常因为过于认真的性格而被别人误以为在生气的樱井美景（东山奈央 配音）、性格大大咧咧，总是活在自己的世界里的森野真理（上坂堇 配音），对于天空的热爱将这些个性迥异的女孩联结到了一起。
2013年，瑞士的原子核研究机构“CERN”—— 在希格斯玻色子这一发现的暗影之下，某个秘密计划启动了。 这一计划的名称是“Niantic计划”。 其目的是研究干涉人类精神的未知物质。 被称为“奇异物质（XM）”的这种物质， 自古以来就感应着人们的精神及能力，甚至给人类的历史带来了极大的影响。 世界各国的机关暗中进行着这项研究。 XM被视为人类的希望或是威胁， 大国及巨大企业为此而爆发了争夺战。 接受XM的力量，并准备将其利用于人类进化的“启蒙军”。 将XM视为威胁，并准备控制它的“反抗军”。 世界划分为这两大阵营，至今仍在持续着争斗。 在这个世界发生的争斗背后，正是XM的存在。 之后，2018年——。 以东京和世界为舞台，围绕着XM的新战斗开幕。 将动画、在线位置信息游戏以及现实连结起来， 从未体验过的全新“增强现实娱乐”开始了。 。
