创圣纪0011年，地球因11年前发生的大异变而失去了23的人口。随着南极冰山融化，沉睡了一万两千年的亚特兰蒂亚重现人间，拥有双翼的「堕天翅族」也随之苏醒。他们不断将生物机械兵器「神话兽」派往人类都市，捕获人类并吸收其生体能源「Purana」。
为了反击堕天翅族，人类从海底遗迹中发掘出三台组合（hybrid）战斗机「Vector Machine」。这三台战斗机正是传说中曾在一万两千年前将堕天翅族逼入灭亡绝境的兵器。经过合体之后，传说中的「机械天使Aquarion」即将再次现身。
然而，启动Aquarion需要名为「Element」的特殊机师。他们必须能够感知并回应机体的机械生命，与之产生共鸣，同时还要拥有异常敏锐的五感和纯真的灵魂。于是，十五岁左右的少年少女们被选中并集中训练，成为Aquarion的驾驶员。此刻，属于「机械天使Aquarion」的合体时刻终于到来……
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