这部动画改编自漫画《红壳潘多拉》，原作是《攻壳机动队》的作者士郎正宗，插画是《Excel Saga》的作者六道真司。在一些发达国家，改造人和自主机器人已经司空见惯。少女奈奈可罗比·宁宁，因童年意外导致除大脑以外的全身都变成了义体，为了依靠亲戚，她前往人工度假岛屿塞南克尔。然而，等待她的却是截然不同的全新生活，岛上充斥着装备精良的恐怖分子和大规模杀伤性武器。