创圣纪0011年的地球，由于11年前的大异变，人类丧失了2/3的人口。
南极冰山溶化，1万2千年前灭亡的亚特兰蒂亚重现于世，拥有双翼的「堕天翅族」苏醒了。他们将生物机械兵器「神话兽」接连送入人类的都市，捕获人类，摄取生体能源「Purana」。
另一方面，人类决心反击，从海底遗迹发掘岀三台组合（hybrid）战斗机「Vector Machine」。这是1万2千年前，将堕天翅族逼入灭亡绝境的传说中的兵器。Vector Machine经过合体，「机械天使Aquarion」即将现身。
要启动Aquarion，需要能与机体的机械生命感应和共鸣，称为「Element」的人。这要求特别敏锐的五感和纯真的灵魂，因此十五岁左右的少年少女们被选为机师，集中起来。
而后，「机械天使Aquarion」合体的时刻终于到来…
逢坂良太 木村良平 濑户麻沙美 户松遥 小野友树 茅野爱衣 福圆美里 吉野裕行 中村悠一 浪川大辅 寿美菜子 悠木碧 羽多野涉 堀江由衣 安野希世乃 福山润 宫野真守 细谷佳正 梶裕贵 小野大辅 水树奈奈 丰崎爱生 子安武人 游佐浩二 武虎 黑田崇矢 关俊彦
福山润 内田真礼 赤崎千夏 浅仓杏美 上坂堇 长妻树里 仙台惠理 大塚芳忠 保志总一朗 岩男润子 福原香织 天野由梨 冲佳苗 井上喜久子 设乐麻美 山冈百合
矢岛晶子 楢桥美纪 藤原启治 兴梠里美 真柴摩利 林玉绪 一龙斋贞友 佐藤智惠 玄田哲章 茶风林 钉宫理惠 内海贤二 黑泽宗子 椿鬼奴 近藤春菜 伊藤敦子 春菜爱 白石凉子 神田朱未 石井康嗣 青木沙耶香 大西健晴 仓田雅世 楠见尚己 菅原淳一 猪口有佳 神奈延年