Senbei Normaki, ein genialer aber ziemlich unansehnlicher Erfinder, sehnt sich nach einer Frau, die ihm den Haushalt schmeißt und sein Leben etwas angenehmer gestaltet. Doch so leicht ist keine zu haben. Kurzerhand schenkt er dem Robotermädchen Arale das Leben. Arale ist süß, temperamentvoll und mit Bärenkräften ausgestattet. Aber viel zu klein, chaotisch und kurzsichtig, um den Job als Senbeis Haushälterin zu übernehmen... Der erste Schultag Senbei beschließt, Arale als seine kleine Schwester auszugeben und auf die Schule von Pinguinhausen zu schicken. Bei der Einschulung trifft er zum ersten Mal auf die Lehrerin Midori Yamabuki und ist vor lauter Liebe spontan wie vom Donner gerührt. Auch Arale macht auf ihre Mitschüler mächtig Eindruck - sie hat ihre ganz eigenen Methoden mit Mathematikaufgaben und Baseballspielen umzugehen...