动画讲述20世纪产业革命的大跃进之后，受到地球资源日益枯竭影响的人类，开始向宇宙寻求新的生存空间。为了适应宇宙环境，人类开始了对人体的改造。结果诞生出来的，便是主人公日立出等拥有“S级遗传基因”的人。脱离培养液后，日立出一行人被安放在选定的养父母身边，在经过一定时间的抚养之后，通过选拔考试进行筛选，建成了S级遗传基因儿童培养机关——学园都市格兰兹艾雷。为了让“S级遗传基因儿”成为真正的“S(ACE)”，日立出和同伴们的校园生活开始了。