故事发生在彩玉大学的理科研究室内，冰室菖蒲（雨宫天 配音）和雪村心夜（内田雄马 配音）是在这里工作的两名研究生。某日，让心夜没有想到的是，自己竟然收到了菖蒲的告白。所为万事以科学为上的理科研究生，对于爱情自然也要用符合逻辑的证据去证伪，为了证明菖蒲对自己的爱确有其事有迹可循，心夜带领着整个实验室开始了对爱的实验。每天都像佣人一样被使唤来使唤去的解说员奏言叶（原奈津子 配音）、性格反复无常，过于以自我为中心的棘田惠那（大森日雅 配音）、表面看来是个不良少年，实际上却是个死宅的犬饲虎辅（福岛润 配音），陪着菖蒲和心夜进行爱情实验的是这些可爱的研究员们。
在每一个角落都被探索完毕的世界中，唯一残留的秘境——大洞穴“深渊”。不知道延续到何方，深不见底的巨大纵向洞穴，栖息着奇妙奇怪的生物们，沉眠着现在的人类无法制造的贵重遗物。“深渊”那充满了不可思议的姿态吸引了人们，并驱使人们展开冒险。如此，多次挑战大洞穴的冒险者们，陆续得到了“探窟家”的名号。
