Dans un futur proche, les persocoms (ordinateurs à l'apparence humaine), se répandent de plus en plus.
Hideki, un jeune étudiant timide et maladroit, rève de s'acheter un persocom, mais n'a pas encore assez d'argent. Un jour, il en trouve un dans un tas d'ordures et décide de la ramener chez lui. Malheureusement, celui qui l'avait jetée dans les ordures l'avait d'abord formatée, et Hideki doit lui réapprendre à parler. Il s'apercoit vite que son persocom, baptisé Chii, a une étrange influence sur les autres persocoms et que certaines personnes désirent s'en emparer.