在人类的心理状态和性格倾向都能被数值化的未来。所有的感情、欲望、社会病态心理倾向等全部被“西比拉系统”记录并管理，大众以“好的人生”作为目标，竭力于数值性地实现它。 所有的监控摄像头都已经被升级和联网到一体，通过监视人类的色相浑浊程度和声音、视频等信息用来计算人类的每个心理状态和个性倾向所衡量的值，通称：（即片名：心理测量者PSYCHO-PASS），它被用作判定人们的思想应有PSYCHO-PASS状态、个人精神本身。通过计算这些数值，系统可以自主断定一个人最理想的工作，感情，心理压力，甚至犯罪意图。 因此，为让大众达到“理想的人生”这个指标，人们实现这些数值就变得非常积极。然而，有关犯罪的数值，也就是“犯罪指数”也会被测量，当然犯罪者亦是如此。因此，人们需要不断地保证自己的指数在正常范围，否则会被系统认为是潜在犯，将会被"矫正"。 而同在监视下维持治安的工作的刑警被分为抓捕犯人们的行动部队“执行官”、以及监视指挥执行官们的“监视官”一起合作执行任务。优秀的“执行官”自身就有着相当高的犯罪系数，从矫正设施挑选出来除了当执行官别无其他选择，但正是因为这样才能够接近犯罪根源。因为“执行官”也有着可能孕育成犯罪者的危险倾向，所以就需要对搜查行动有着冷静的判断力的精英“监视官”来监视。 安全局刑事课第一分队的成员各怀想法，虽然发现自己的所作所为常常会与真正的正义相悖却不得不在监视下继续执行任务。同时在处理案件时正在一步步地发觉和探索管理人类这些数值的系统——西比拉系统的真面目。他们所面临的彼岸将会有着什么？

　　作品的舞台是战乱不绝的“肯修姆”大陆，其中拥有青之瞳的王国“瑟古亚”与拥有赤之瞳的帝国“尼特鲁多”围绕着大陆的占有率而不停开战，一直处于劣势的青之瞳的王国“瑟古亚”，因音速少年基亚的登场，改变了一直以来处于劣势的战况，故事便由此展开了。

　　八坂真寻（喜多村英梨 配音）是一位单纯平凡的高中男生，某日，他在路上意外地遭遇到了不明生物的袭击，就在这生死存亡的危机时刻，一位银发少女从天而降，成功保护了真寻的性命。少女名叫奈亚子（阿澄佳奈 配音），据说来自外星球，奈亚子告诉真寻，自己是邪神化身，此次来到地球，正是为了保护真寻。
　　就这样，奈亚子开始了和真寻同进同出的生活。外表冷漠个性糟糕的变态少女克子（松来未佑 配音）、个性胆小害羞但拥有强大力量的莲太（钉宫理惠 配音），这些个性迥异的外星人们接二连三地出现在了真寻的身边，平静的生活就此彻底与真寻无缘！

　　明日香（能登有沙 配音）是一个性格十分“天然”的特别女孩，她就读于初中三年级，无论是上学路上，还是在学校里，明日香经常会做出让人意想不到的天然萌举动、说出让人无法招架的话。加上长相甜美可爱，身材姣好，她所到之处都会卷起一股“明日香”之风，令周围的男性心花怒放。出场人物还有明日香的摄影师爸爸，以及同校的学妹等角色，明日香独特的个性也影响到身边人。
　　本动画改编自森泰士作漫画作品《天然萌少女明日香》。

优等生水谷雫是一个只喜欢学习的女生，性格冷酷，不喜欢惹麻烦，唯一的兴趣是微积分，心中有一个“年收入一千万”的梦想。因为老师答应以新参考书作为报酬，雫才勉强同意送讲义给问题学生——吉田春，而春也是雫的同班同学。正是因为这“送讲义事件”，雫被春误认为成朋友，开始与春有了交集。虽然初次的相处并不愉快，但随着接触的深入，雫发现春其实是一个内心纯洁且渴望朋友的人。这样的两人在一连串的误解中逐渐相互吸引，再加上周围一帮稀奇古怪的损友们，甜蜜又青涩的校园恋爱剧就此拉开序幕。