这是一个神奇的火车世界，里面生活着许多火车居民，还遍布着无数蜿蜒曲折的铁路和大大小小的隧道，这些铁路和隧道不仅连接贯通了中心广场和各个村庄，还帮助火车世界源源不断地运输能量。可是，在火车世界里，还生活着一群邪恶的捣蛋派，他们总是惹是生非，给火车世界的居民们带来各种麻烦，还总趁超能火车们不注意，偷偷窃取各个地方的能量球，搅得火车世界很不安宁。面对各种各样突如其来甚至意想不到的危机，勇敢无畏的超能火车嘟宝与他的朋友们勇敢地站出来，变出各种酷炫的装备，为拯救火车世界与捣蛋派斗智斗勇。
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。
