En Edens Zero, Shiki Granbell crece rodeado de máquinas en el Reino de Granbell, un parque de atracciones abandonado desde hace mucho tiempo donde es el único ser humano que queda. Su tranquila vida cambia cuando Rebecca Bluegarden y su compañero felino Happy llegan como los primeros visitantes del parque en cien años, con la intención de grabar videos divertidos para el canal de B-Cube de Rebecca. Sin embargo, ese encuentro le da a Shiki, torpe en lo social, sus primeros amigos de verdad. Cuando Granbell se vuelve demasiado peligroso para los tres, dejan atrás el parque desierto y parten hacia el Sakura Cosmos. Rebecca desea vivir aventuras más emocionantes y encontrar un camino hacia la esquiva diosa Mother, mientras que Shiki, guiado por las palabras de su difunto abuelo, emprende un viaje para hacer más amigos y conocer el vasto universo. Aunque nadie ha visto jamás a Mother, él se niega a rendirse.
A medida que su viaje se amplía, los poderes de Shiki lo arrastran a enfrentamientos con criminales, aventureros rivales y fuerzas que gobiernan planetas enteros. Poco a poco se suman nuevos aliados a la tripulación, entre ellos Weisz Steiner, Homura Kougetsu, la androide E.M. Pino y Labilia Christy, compañera de Rebecca en el mundo del espectáculo, mientras que la nave Edens Zero los pone en contacto con las androides Witch Regret, Sister Ivry y Hermit Mio. En una galaxia donde humanos y máquinas se cruzan constantemente, la serie combina fantasía espacial, comedia y acción en torno a la amistad, la familia elegida y la búsqueda de Mother.