故事剧情是紧接着第一季的最后一集进行的，机巧魔神翡翠的魔力源由于魔力消耗过大而导致副葬处女——哀音消失；但事情也没有就此结束，在一次被罚打扫游泳池时意外的发现了第一重世界留下的遗迹，根据回忆这里以前似乎是所研究黑洞实验的研究室，但是因为实验失败而导致整个世界濒临毁灭......第一学生会和魔神相克者也没有闲着，但最后由第一学生会和魔神相克者的机巧魔神被摧毁、手提箱被抢走而暂时告一段落。但是夏目智春等人遭到神秘人的袭击，幕后黑手到底是谁呢？
机巧魔神第二季
人类夏目智春：本作男主角，机巧魔神的演操者，
在三年前的飞机事故中本应死亡但后来在青梅竹马的
水无神操绪的请求下被来自第一重世界的自己救活，作为“替代品”
。因为暴走的而来到了一巡目世界，为守护大家而因情绪激昂而恶魔化。能力类似于水无神环绪（一巡目操绪）的“神无枪”，释放出名为“漆黑的妖鸟”的魔精灵，同等魔力相互抵消，对机巧护卫机绰绰有余，但对于使魔比较吃力。原作中与操绪一起去打败最终BOSS——名“神”的巨大机械。现在生死不明。TV版中和操绪、奏等人一同打败了科学部部长炫塔贵也，并依次把橘高冬琉、水无神操绪和姬笹解放。
黑崎朱浬：夏目智春他们所在科学部的代理部长，同样是飞机事故的幸存者，由于伤势太重而被王立科学狂会改造成机巧化人类，有个无论外貌还是声音都很像的双胞胎姐妹。实际上为灵魂在朱浬体内的黑崎紫浬。（也即是说真正的黑崎朱浬在里当做人柱）
佐伯玲士郎：机巧魔神的演操者，洛高第一学生会的会长，非常关心自己的家人，对恶魔和魔神相克者抱持非常讨厌的态度。
夏目直贵：夏目智春的哥哥，在智春的印象中是个天才。二周目里的真正的直贵早已死亡，现为夏目直贵的人其实为一周目世界的智春，因为炫塔贵也的逆袭和非在化而死亡。身为恶魔，能力是认知操作，所以在二巡的几年间骗倒了不少人。
恶魔嵩月奏：操纵地狱业火的恶魔，智春的同班同学，对智春抱有好感；性格容易害羞，虽说如此但战斗实力却很强。
凤岛冰羽子：操纵冰的恶魔，盯上了夏目智春，战斗实力也很强，曾一击就把机巧魔神给劈为两半；装束很有哥特的味道。
副葬处女水无神操绪：夏木智春的青梅竹马，性格开朗活泼、爱吐槽，对自己身为副葬处女而要面临的代价很清楚
哀音：第一季结尾死亡，是佐伯玲士郎的妹妹，很喜欢哥哥。
黑崎紫浬：黑崎洙里的双胞胎姐妹，在那场飞机事故中成为副葬处女。
一巡目嵩月奏：第一重世界夏目智春的副葬处女。
副葬处女：按照通俗点来说就是电池，每当机巧魔神使用魔力时会消耗灵魂，如果
魔力使用过多或者副葬处女的容器遭到破坏副葬处女就会消失
。演操者：控制机巧魔神的人类。
魔神相克者：与恶魔定下契约的演操者。
恶魔：自黑洞实验失败时从异世界来的人类，不同家族的恶魔拥有不同的能力，例如嵩月奏的业火和凤岛冰羽子的冰；
恶魔可以与人类定下契约，恶魔会受到世界的排斥（即非在化）；女性恶魔会失去爱而男性恶魔会失去记忆
。第一集：灭亡的世界与记忆的残骸 EX014
第二集：被恶魔吞噬的副葬处女 EX015
第三集：自由又不自由的选项 EX016
第四集：呼唤活贡品之名的代价 EX017
第五集：爱与魔力的痛苦关系 EX018
第六集：献给你的真实 EX019
第七集：毁灭之时刻 泯灭之浑噩 EX020
第八集：没有回忆的未来 EX021
第九集：紧邻着的死与和平 EX022
第十集：残存的生命 凋零的生命 EX023
第十一集：对你的思念将毁灭世界 EX024
第十二集：过去与因果与离别的绝望 EX025
第十三集：选择的齿轮 EX026
动漫音乐
：OP/ED
OP : オルタナティヴ
作词：atsuko
作曲：atsuko·KATSU
编曲：KATSU
歌：angela
ED ：彼方のdelight
作词：atsuko
作曲：atsuko·KATSU
编曲：KATSU
歌：angela
●アスラクライン8 真夏の夜のナイトメア
●アスラクライン10 科学部カイメツ
●アスラクライン11 めぐりあい异世界
●アスラクライン12 世界崩壊カウントダウン
【原作部分剧情与设定与动画版有较大出入。】
