Motosuwa Hideki vidéki fiú, aki mindenképpen szeretne bekerülni a tokiói egyetemre. A probléma csak az, hogy elsőre ez nem sikerült neki, ezért egy előkészítő iskolába kell járnia, hogy még egyszer megpróbálhassa a felvételit. Így aztán vidékről Tokióba költözik, a mozgalmas nagyvárosba, ami tele van mindenféle izgalmas dologgal. Mint például a "Persocon"-okkal, amik emberi külsejű személyi számítógépek, melyek mindenféle munkát elvégeznek, adattárolásra és internetezésre is alkalmasak, egyszóval az emberek hétköznapi életét könnyítik meg. Úgy tűnik, a nagyvárosban a Persoconok nélkülözhetetlenek. Mindegy, hová megy Hideki, úgy látja, minden embernek van egy Persocon-ja. De szegény diákként ő nem engedhet meg magának egyet, mivel ezek a robotok rendkívül drágák.
De aztán egy nap az iskolából hazafelé menet talál egy kidobott Persocont a hulladék között. Elhatározza, hogy nem hagyja a szemétben a gyönyörű lánynak kinéző gépet, hanem magával viszi. Szerencséjére az aranyos Persocon működőképes, azonban semmiféle adattal nem rendelkezik. Az egyetlen szó, amit ismer: "Chii". Hideki ettől kezdve így nevezi a robotot, aki tudatlansága ellenére nagyon kedves lesz a számára.
Chii több okból is különleges szerzemény, ugyanis egyik ismert standardmodellhez sem tartozik, és ellentétben a szokványos Persocon modellekkel, magától képes a tanulásra. Mint utóbb kiderül, Chii valószínűleg a titokzatos "Chobits"-széria egyik példánya, amelyek valódi rendeltetését senki nem ismeri. Egyre inkább úgy tűnik, hogy Chii-nek különleges képességei vannak, és egy másik én is lakozik benne. De Hideki figyelmét ennél fontosabb dolgok kötik le: Munka mellett iskolába kell járnia, Chii-nek női alsóneműt kell vennie (ami egy egész részig eltart... ^^), és gondoskodnia kell a kis tudatlan, de rettenetesen aranyos Persoconról. Még jó, hogy újdonsült barátai mindenben támogatják.

A Chobits aranyos romantikus vígjáték, melynek legtöbb epizódja önálló kis történet, mindennapi eseményekkel a középpontban. Ezek során apránként kibontakozik az egyes szereplők története, és természetesen Chii titkára is fény derül. Néhol kicsit lassan halad előre a történet az érezhetően filler célú epizódok miatt, de Chii aranyossága talán ezért is kárpótolja a nézőket.
A sok esetben ecchi helyzetekre épülő humor miatt a sorozatban erőteljesen dominál a vígjáték műfaj, de már elég korán megkezdődik egy melankólikus szerelmestörténet-érzés is. Hiszen a tény, hogy Hideki minden intelem ellenére beleszeret Chiibe, már a sorozat elején sejthető. A Chobits története lényegében erről a különös, sokszor drámai kapcsolatról szól az emberek és ember formájú Persoconok között.