Khi máy tính bắt đầu giống con người, liệu tình yêu có còn như cũ? Hideki Motosuwa là một chàng trai nhà quê đang học tập chăm chỉ để vào đại học. Xuất thân nghèo khó, anh hầu như không đủ khả năng chi trả, chứ đừng nói đến mốt mới nhất: Persocom, máy tính cá nhân trông giống hệt con người. Một buổi tối khi đang đi bộ về nhà, anh tìm thấy một Persocom bị bỏ hoang. Sau khi đưa cô ấy về nhà và cố gắng kích hoạt cô ấy, cô ấy dường như bị khiếm khuyết, vì cô ấy chỉ có thể nói một từ, "Chii", từ này cuối cùng trở thành tên của cô ấy. Tuy nhiên, không giống như các Persocom khác, Chii không thể tải thông tin xuống ổ cứng của mình, vì vậy Hideki quyết định dạy cô về thế giới theo cách cổ điển, đồng thời ôn thi đầu vào đại học. Cùng với những người bạn của mình, Hideki cố gắng làm sáng tỏ bí ẩn về Chii, người có thể là "Chobit", một truyền thuyết đô thị về các đơn vị đặc biệt có cảm xúc và suy nghĩ thực sự của con người cũng như tình yêu đối với chủ nhân của họ. Nhưng liệu sự lãng mạn có thể nảy nở giữa Persocom và con người?