西暦２×××年、地球の人間たちは体を機械化させ、寿命を千年近くまで延ばすに至っていた。だが母と二人暮らしの星野鉄郎はひどく貧しく、機械の身体を手に入れることなど夢のまた夢と思っていた。ある時、鉄郎の母が生身の人間を狩るのを趣味とする機械伯爵に撃ち殺されてしまう。母が遺した最期の言葉は、誰もが分け隔てなく機械の体をもらえる星へ行き、機械となって自分の分まで長生きして欲しいというものだった。その星へ行くための手段はただ一つ、メガロポリスから発車する銀河超特急９９９号の乗客になること。鉄郎は一人きりでメガロポリスステーションを目指すが、道の途中で力尽きて倒れてしまう。雪原に倒れていた彼を助けたのは、謎の美女・メーテルだった。彼女は鉄郎に銀河鉄道の無期限定期を与え、一緒に旅をすることを約束させる。宇宙の彼方にある夢と希望の星を目指して、鉄郎の星を巡る旅が今はじまったのだ！
星野鉄郎少年は謎の美女・メーテルと共に銀河超特急９９９号に乗り、遥かなるアンドロメダを目指して旅を続けている。ある時、宇宙空間を浮遊する不定形生命体が９９９号の進路に立ちふさがる。９９９号は方向転換もかなわずに衝突、その柔らかな体内へ徐々に沈みこんでゆく。このままでは完全に取り込まれてしまうのも時間の問題だ。鉄道管理局と警備局は強力な衝撃波による不定形生命体の除去を決めるが、鉄郎は驚くべきことに気付く。巨大な生命体は、たくさんの子を思いやる慈愛に満ちた母親でもあったのだ。幼くして母をなくした経験を持つ鉄郎は、不定形生命体の子供たちと自らの境遇を重ね合わせ、「お母さんを殺すな！」と管理局と警備局に向かって叫ぶ。だが、今さら決定が覆るわけもない。己の無力に打ちひしがれた鉄郎が泣き崩れた時、もう一つの宇宙船が激突！機械の体を持つアルテミスという美女が、ハッチから瀕死の状態で這い出してくる。彼女は２年前に自由を求めて母と決別し、姿を消した不定形生命体の娘だった…
海賊惑星ジュエルの近くを通過しようとする星野鉄郎、メーテルの乗る９９９号は、海賊船『クィ−ンエメラルダス号』から突然の襲撃を受ける。しかしメーテルは、銀河にその名を轟かす女海賊・エメラルダスと剣を交え、友情で結ばれた仲であった……。エメラルダスに勝利したが命をとらずに逃がしたため、メーテルは牢獄に幽閉されてしまう。そんなメーテルを救うため、エメラルダスは単身牢獄に奇襲をかけるが……！？
少年・星野鉄郎は母と二人、機会の身体を目指して銀河超特急９９９号の停車駅、メガロポリスに向かう。その途中、二人は機械伯爵による人間狩りに遭い、母は殺されてしまう。しかし、そのとき助けてくれた謎の美女メーテルから、鉄郎は９９９号のパスをもらい受けて、メーテルとともに地球を旅立つのだった…！幾つもの星を越えた９９９号だったが、何者かの列車妨害を受けて化石の星に停車した。その星で鉄郎は美しい少女の化石を見つけて近づくが、突然現れた『化石の戦士』に襲われパスを奪われてしまう！化石の戦士ユリウスは、化石となってしまった少女リージャの夫であった。彼はリージャと９９９号でハネムーンに向かう直前、戦士としての誇りを優先させて、母星に迫る化石化ガス雲の調査に向かったのだった…。
西暦２×××年、地球の人間たちは、体を機械化させて、その寿命を数百年に延ばしていた。しかし、母と二人暮らしの星野鉄郎は、貧しさのため、未だ生身の体のままだった。誰もが機械の体をもらえる星があり、銀河超特急９９９号にのればそこに行けるという。だが、母と二人でメガロポリスステーションを目指す途中で、鉄郎の母は、生身の人間を狩るのを趣味とする機械伯爵に撃たれてしまう。鉄郎は、たった一人雪原に倒れていたところを謎の美女メーテルに助けられる。彼女はまた、鉄郎に銀河鉄道の無期限定期を与え、一緒に旅をすることを約束させる。無限の宇宙の彼方の夢と希望の星を目指して、鉄郎の果てしない旅が今はじまる。
西暦２×××年、地球の人間たちは、体を機械化させその寿命を数百年に延ばしていた。しかし、母と二人暮らしの星野鉄郎は、貧しさのため、未だ生身の体のままだった。誰もが機械の体をもらえる星があり、銀河超特急９９９号にのればそこに行けるという。だが、母と二人でメガロポリスステーションを目指す途中で、鉄郎の母は、生身の人間を狩るのを趣味とする機械伯爵に撃たれてしまう。鉄郎は、たった一人雪原に倒れていたところを謎の美女メーテルに助けられる。彼女はまた、鉄郎に銀河鉄道の無期限定期を与え、一緒に旅をすることを約束させる。無限の宇宙の彼方の夢と希望の星を目指して、鉄郎の果てしない旅が今はじまる。
２０６１年、人々は個人の記憶を情報化した“メタ・リアル(通称メタル)”とよばれる電脳世界を受け入れていた。そんな中、海洋観測実験中『海が燃える』現象に遭遇し、２０１２年より意識の戻らぬ状態だった元フリーダイバー・波留真理が目覚める。５０年近い時間を失い、失意のために歩くことすらできなくなる波留だが、昔からの親友であり、電子産業理化学研究所（電理研）統括部長の久島永一朗はそんな彼をメタルの情報を調査する電脳ダイバーに任命。直観力に優れた少女・蒼井ミナモ、実践的都市型格闘術を身につけたミナモの兄・ソウタ、介助用アンドロイドのホロンたちとともに、波留はメタルと現実世界（リアル）の狭間で起こる事件を解決していく。
美しい荒廃感が漂う未来都市。純粋無垢な機械少女ソルティは、擬似家族を演じる男と共に、賞金稼ぎとして生きる。そこで出会う仲間、ライバル、そして家族にも似た暖かな存在。「何もなかった」ソルティが出会う様々な人々との交流。「生活をする」「誰かと共に暮らす」という事の意味。「護るために戦う」ことの辛さ。ひとつひとつの出来事が、ソルティを確実に人間らしく成長させるが、同時にソルティが人間ではないという現実にも直面する。そして、ソルティに秘められた謎が明らかになった時、大いなる陰謀の渦が ソルティとソルティを取り巻く人々を巻き込んでゆく―。
物語の始まりは、宇宙の中心と言われる星。銀河鉄道のすべての始発駅ディスティニー。有紀学（ユウキ・マナブ）は亡き父や兄の遺志を継ぎ、銀河鉄道の安全を守る空間鉄道警備隊（SDF）に入隊する。SDFは宇宙で最も正確と言われる銀河鉄道の運行スケジュールを守るため、各路線で起こる事故、災害、救命救急、宇宙海賊の討伐などに対処している。SDFと銀河鉄道全線を統括する謎の美女レイラ・ディスティニー・シュラは、人や生物、惑星の運命が見える能力を持っている。旅立つ者の未来にどんな苦難が待ち受けていると分かっていても、決してその未来を伝えてはならない“運命の守護者”である。しかし、自分の運命に立ち向かう旅人を、邪悪な力で変えようとする者が現れた時、彼女の秘められた力が発動する。果たして学の運命は、レイラにはどう映っているのだろうか…。銀河鉄道網を脅かす最大の危機が迫るなか、学は自らの運命をどう切り開いてゆくのか…。
