197X年，花川戶菖蒲是住在淺草下町、與經營代代相傳植木事業的家人們一同過著平穩生活的女高中生。然而，在某個春日，她的生活因為突如出現的詭異侵略者「奧加皮恩斯」而徹底改變。在神秘青年甲兒的引導下，菖蒲成為巨大戰鬥機器人「Z-Mind（ジーマイン）」的駕駛員。
Z-Mind是一台由美日合作開發的機器人，設計靈感來自阿波羅11號在月面上回收的神秘金屬片「Z裝置（ジーデヴァイス）」，並解讀了其中記載的超科技而製成。參與這項開發工作的，是名為羅伯特・科恩的科學家，他同時也是花川戶家四姐妹的生父。菖蒲有三個妹妹：蓮華、菫和皐月。十二年前，羅伯特曾為了對抗首次出現的奧加皮恩斯而駕駛Z-Mind戰鬥，但不幸在戰鬥中被波及，與母親百合子一起犧牲。
在Z-Mind的開發負責人吉姆・佩金帕的告知下，菖蒲了解到父母的秘密，並得知只有擁有羅伯特特別基因的女兒們才能啟動Z-Mind。於是，菖蒲與雙胞胎妹妹蓮華和菫一同，以她們的勇氣和熱血，展開了對抗侵略者奧加皮恩斯的激烈戰鬥。
