"Charlotte" animesi, ergenlik çağına ulaşan bazı çocukların insanüstü yetenekler kazandığı alternatif bir gerçeklikte geçmektedir. Hikaye, Yuu Otosaka adlı bir lise öğrencisinin etrafında döner. Diğer ana karakterler arasında, öğrenci konseyinin başkanı olan ve görünmez olma yeteneğine sahip Nao; ışınlanma gücüne sahip Jojiro Takajo ve alev üretme yeteneğine sahip Misa bulunur.