宇宙連合軍所属のオービタル・レイバー「トネリコ」のパイロットであるマモル・クツナ少尉はある日、反連合部隊との戦闘中、異世界に迷い込んでしまう。
その異世界には大地がなく「死の雲海」と呼ばれる雲に覆われ、点々と存在する塔「ジッグラト」にしがみついたわずかな島々で人々が暮らし、空飛ぶ船「飛空挺」が島々を結んでいた。
飛空挺に変身することができる種族「
やがて大きな商船団を築くことを夢見るメアリーと元の世界に戻ることを望むマモル。二人はやがて、唯一単独で浮遊しているとされる伝説の浮遊大陸「アルカディア」を目指すことになる。
