L’histoire prend place dans une petite ville de la campagne japonaise : Enohana. Nous y découvrons la vie rudimentaire d’une jeune étudiante, Mayuko, pauvre et réservée, qui doit travailler très dur pour se payer à manger et continuer ses études en ville. Pour rajouter à ses infortunes, une alien de seconde zone, une “under”, squatte le placard de sa chambre et lui chaparde ses dernières ressources alimentaires. Cette jeune extraterrestre c’est NieA, une “sans-antenne” répudié même par ses propres compatriotes. Son passe-temps ? Récupérer des déchets pour construire des OVNI. Malgré toutes ces exubérances, Mayuko se préoccupe d’elle, mais les actions fantasques de NieA la mèneront dans des situations plutôt cocasses… Comble de malchance, les bains publiques de la petite bourgade, où est hébergée Mayuko, sont au bord de la faillite.