光子能量研究所位于东京市中心（练马区大泉学园光子能量城），地下帝国（群马县附近）的阿修罗男爵派遣机械兽少女在研究所和周边地区制造混乱，企图“征服世界”。光子能量研究所里住着三个人：Z酱（魔神Z少女）、格雷酱（大魔神少女）和格伦达小姐（格兰戴萨少女）。她们都穿着钢铁灵魂套装。表面上，她们是普通的人类，梦幻般的少女。（然而，她们的手臂有时会被炸掉，所以这一点并不确定。）与此同时，那些身着神秘服装的机械兽少女，表面上也是普通的女孩。 （然而，有些人即使被爆头也能活下来，所以这一点也不清楚。）地下帝国的野心是“统治世界”，但他们的行为，例如吃霸王餐和占领休闲场所，通常只是“小麻烦”。