夏目龙之介出身于一个奇特的家庭，母亲三岛遥是叱咤风云的三岛财团年轻总裁，父亲夏目久作则是个沉迷于古怪发明的迷糊科学家。一天，龙之介和父亲在街头偶遇一只被遗弃的小猫，善良的龙之介决定收养它，并为其取名“露娜”。然而，露娜并非普通猫咪，它是龙之介父亲秘密研制的最新成果——“万能文化猫娘”Nuku Nuku。她拥有通过特殊装置变身为人类美少女形态的能力，并内置了庞大的知识库，力大无穷且运动神经超群。变身后的露娜天真活泼，对人类社会充满好奇，以“保护龙之介”为最高指令。从此，露娜以猫娘形态入住夏目家，并跟随龙之介进入学校。她的到来彻底打破了龙之介平静的生活。一方面，她要应对母亲三岛遥旗下“三岛财团”安全部队的追捕（他们试图回收这个高科技产物）；另一方面，她在日常生活中频频闹出笑话，从家务到校园活动都状况百出。龙之介不得不在这位不谙世事的猫娘、强势的母亲和脱线的父亲之间周旋，展开了一段充满科幻色彩、温馨与爆笑并存的奇妙同居生活。