创圣纪0011年的地球，由于11年前的大异变，人类丧失了2/3的人口。　　南极冰山溶化，1万2千年前灭亡的亚特兰蒂亚重现于世，拥有双翼的「堕天翅族」苏醒了。他们将生物机械兵器「神话兽」接连送入人类的都市，捕获人类，摄取生体能源「Purana」。　　另一方面，人类决心反击，从海底遗迹发掘岀三台组合（hybrid）战斗机「Vector Machine」。这是1万2千年前，将堕天翅族逼入灭亡绝境的传说中的兵器。Vector Machine经过合体，「机械天使Aquarion」即将现身。　　要启动Aquarion，需要能与机体的机械生命感应和共鸣，称为「Element」的人。这要求特别敏锐的五感和纯真的灵魂，因此十五岁左右的少年少女们被选为机师，集中起来。　　而后，「机械天使Aquarion」合体的时刻终于到来…

　　乍看之下，宫本蕾贝卡（斋藤千和 配音）是一个满头金发的11岁少女，她的外表可爱个性胆小，是个人见人爱的小不点。令人想不到的是，蕾贝卡居然是毕业于麻省理工大学的天才少女，并且，她还有着一份正式的职业——桃月学院一年C班的班主任。面对着这个娇小的班主任，一年C班的同学们发出了不可置信的呼声。然而随着接触的深入，他们发现，这个外表萝莉的老师，却有着一颗正直勇敢的心。　　在桃月学院里出没着各式各样有趣的家伙， C班的神秘老头子（大竹宏 配音），D班的酒鬼五十岚美幸（大原沙耶香 配音），B班的早乙女（花轮英司 配音），再加上每个班级里鬼灵精怪的同学们，蕾贝卡快乐的校园生活开始了。