Moyashimon es una comedia cientifica basada en un estudiante universitario que puede ver bacterias y microbios a simple vista. Los microbios son una especie de smilies super deformados bastante simpáticos con los que el protagonista puede hablar.
Basada en un manga seinen de título homónimo, se trata básicamente de una serie educativa que nos muestra las andaduras de los investigadores, profesores y estudiantes de la universidad de agricultura.
La historia sigue a Sakamichi Onoda, un chico que acaba de empezar el instituto y tiene planes de unirse al club de anime. En secundaria, Onoda no tenía muchos amigos con quienes pudiera hablar de anime y videojuegos, cosas de Akihabara y demás, y su plan de unirse al club en el instituto es su salvación. Por desgracia, descubre que el club ha sido cerrado, así que para reabrirlo intenta encontrar cuatro personas más que se unan a él. Onoda está acostumbrado a usar una bicicleta muy dura para trayectos cortos en su vida diaria y para todo, desde ir de compras a pasar por Akihabara a comprar las novedades de anime. Otro chico de primero de instituto llamado Shunsuke Imaizumi se da cuenta de ello cuando está entrenando con su bicicleta, una similar a la de Onoda. Un día, otro estudiante de primero de su mismo instituto, Shokichi Naruko, está por Akihabara comprando unos gundams para sus hermanos pequeños y se encuentra con Onoda, el cual le llama la atención por su habilidad con la bicicleta. Cuando descubre que va a su mismo instituto, intentará junto a Imaizumi que se una al club de ciclismo.
La historia se centra alrededor de las llamadas "Auto Memory Dolls"; muñecas inicialmente creadas por un científico para asistir a su esposa ciega a escribir sus novelas y, luego, rentarlas a personas que necesitan de sus servicios. Mientras que la función inicial de las Auto Memory Dolls es solo generar las voces a texto, un segundo grupo de personas creó una compañía que renta hermosas y talentosas mujeres quienes, teniendo las mismas funciones que una Auto Memory Doll original, también pueden realizar tareas relacionadas con la milicia o el ejército.
