Naoto Miura jest zwyczajnym uczniem szkoły średniej, pasjonującym się mechaniką urządzeń zegarowych i wszelkich mechanizmów. Żyje w niezwykłym świecie Clockwork Planet — Ziemi, która została odbudowana przy pomocy skomplikowanych konstrukcji zegarowych po katastrofalnej apokalipsie. Pewnego dnia w jego domu tajemniczo pojawia się mechaniczna dziewczyna, automaton imieniem RyuZU, znaleziona przez chłopaka w tajemniczych okolicznościach. To spotkanie na zawsze zmienia życie Naoto oraz wciąga go w konflikt między potężnymi frakcjami rządzącymi planetą.
W towarzystwie genialnej inżynier Marie Bell Breguet i innych niezwykłych postaci, Naoto wyrusza w podróż pełną akcji i zagadek, aby ocalić swój unikalny świat przed grożącymi mu katastrofami. Clockwork Planet to anime osadzone w steampunkowej rzeczywistości, łączące sci-fi, przygodę oraz humorystyczne interakcje bohaterów z poważniejszymi wątkami dotyczącymi technologii i ludzkiej odpowiedzialności za przyszłość.
