Pensionnaires du collège Kadic, Yumi, Ulrich, Odd et Jérémie, quatre collégiens, ont un terrible secret : ils ont découvert l'existence de X.A.N.A., un programme hyper perfectionné qui ouvre les portes d'un monde virtuel parallèle au nôtre ! Baptisé Lyokô par Franz Hopper, son créateur qui rêvait d'inventer un paradis virtuel, ce monde est composé de quatre territoires sur lesquels sont disséminées des tours, gigantesques bases de données connectées aux réseaux terrestres en quête d'énergie et d'informations. Pour veiller à la sécurité de Lyokô et éviter les risques de propagation de virus, Franz Hopper a également créé Aelita, une créature humanoïde virtuelle capable de déconnecter les tours des circuits terrestres.

Malheureusement, le rêve du scientifique s'est transformé en cauchemar le jour où sa disparition a affecté un bug à X.A.N.A. qui, devenu fou, a décidé de détruire la Terre en propageant des milliers de virus informatiques capables de prendre possession des objets et des êtres vivants !

Désormais, la survie de la planète dépend de Yumi, Ulrich, Odd et Jérémie. Mais pour eux, pas question de détruire X.A.N.A., car cela signifierait la mort d'Aelita, leur nouvelle amie ! Les quatre compagnons n'ont donc pas le choix : quand un nouveau virus menace la Terre, ils empruntent en secret la porte virtuelle pour se matérialiser sur Lyokô ! Ainsi "virtualisés",  les collégiens se transforment en combattants, les protecteurs d'Aelita, le seul être capable de désactiver des virus et l'ennemi juré des monstres digitaux de X.A.N.A...

La Duel Académie est située sur une île volcanique isolée. Les duellistes du monde entier viennent y suivre les cours et s'y affrontent dans l'espoir d'être admis au sein de l'élite des duellistes. Ils sont intégrés suivant leurs capacités dans l'un des trois dortoirs : le rouge, le jaune et enfin le bleu pour les meilleurs d'entre eux