カトヴァーナ帝国の少年イクタ・ソロークは、昼寝と徒食と女漁りに精を出し、日々を怠けながら過ごしていた。しかし彼は、帝国一の科学者アナライの弟子の一人であり、後に「常怠常勝の智将」と呼ばれ、若くして元帥にまで上り詰める比類なき才気を持っていた。

イクタは、軍部の名門イグセム出身の昔馴染みの少女ヤトリシノと、「帝立図書館司書のポスト」を交換条件に彼女の首席合格をサポートする約束を交わし、高等士官試験に臨むことになる。

しかし、イクタ達が乗る二次試験の会場へ向かう船が嵐によって沈没し、ヤトリや同じ受験生たちである面々……、狙撃が得意な好青年トルウェイ、上昇志向が強く小太りの突撃兵マシュー、失言の多い衛生兵ハローマ、そしてまだ幼き帝国第三皇女シャミーユと共に、帝国と戦争状態にある隣国のキオカ共和国の領土に流れ着いてしまう。

イクタの活躍もあってどうにか無事、共和国から帝国に帰還した彼らは、『帝国騎士』の称号を与えられる。それによりイクタは、絶対になりたくないと思っていた軍人に貴族、そして英雄になってしまった。さらに、幼いながら腐敗した帝国を憂うシャミーユ皇女に、科学の徒「アナライの弟子」であること、そして帝国史上屈指の名将にして命令無視により獄中死した元英雄バダ・サンクレイ大将の息子であることを知られたことで、安泰であったはずの彼の人生は一変してしまう。

士官学校に入学したイクタ達は、上級生たちとのイザコザに巻き込まれるが、イクタの知略を駆使した指揮により軍事訓練で圧勝。その訓練中に起こったシャミーユ誘拐にも迅速に対応し、生徒の間でも頭角を現していく。

シナーク族による北域動乱の鎮圧のため、士官学校の生徒達は北域に駆り出されるが、イクタの知略により敵を撃破。さらには、謝意の証としてイクタは自らの小指を切断することで、シナーク族の族長である少女ナナク・ダルを説得することに成功する。そして、この動乱における真の敵が、シナーク族を唆したキオカ共和国であることを突き止める。

そんな中、キオカ国軍とアルデラ神軍12000人による軍事侵攻が開始され、カトヴァーナ軍8000人の撤退を支援するため、イクタは1個大隊とシナーク族を含めて1000人足らずで、足止めすることになる。『不眠（ねむらず）の輝将』とも呼ばれるキオカ共和国陸軍少佐ジャン・アルキネクスとの激しい知略戦が繰り広げられる中、圧倒的劣勢を覆すべく奇襲による乱戦を仕掛けたイクタは、脅迫じみた心理戦の交渉に持ち込み、みごと撤退に成功するのであった。

イクタに天賦の才を確信したシャミーユは、イクタに『帝国軍のトップ』まで登りつめるよう懇願する。それは「キオカとの戦争に善戦して、余力を残しつつ戦争に上手に負ける」ことで、カトヴァーナ固有の文化を保ったまま、キオカ共和国の文化・経済・政治哲学をもって腐敗したカトヴァーナ帝国を浄化しようという、国家転覆にも等しい反逆のクーデター計画であった。

数ヵ月後……。キオカ共和国に奪われた旧東域のヒオレド鉱山を取り戻すべく、帝国はキオカに占領されている港と制海権の奪還をエリーネフィン・ユルグス海軍大将率いる第一艦隊に命じ、そこに騎士団の一団とシャミーユ皇女が援軍として乗り込む。騎士団に嫉妬するポルミニュエ・ユルグス海軍一等海尉に、一同は徹底的にこき使われる。

そんな中、突然キオカの軍艦が現れ、ポルミニュエが操船する暴竜号は、想定外であったキオカ艦に搭載された爆砲の圧倒的な攻撃により、航行不能にされ撤退を余儀なくされる。圧倒的な不利を覆すべく、天候を読む「鷹匠の民」をルーツに持つ、キオカ海軍唯一の女性司令官であるエルルファイ・テネキシェラ率いるキオカ第四海軍との交戦が始まるが、騎士団の活躍により勝利を収めて敵軍を捕虜にすることに成功する。

しかし、シヴァ少将が包囲するヒオレド鉱山では、北域動乱での因縁のある「不眠の輝将」ジャン・アルキネクスが救援に駆けつけており、キオカは降伏を拒絶して両軍はにらみ合いの状況へと突入する。イクタは、敵の捕虜を解放して敵軍に引き渡すことで敵の備蓄食料が尽きさせようとするが、ジャンは味方兵が増えたことを幸いに、脱出坑道を掘ることで支援物資を入手しようと画策する。

そんな中、中央ではレミオン大将によるクーデターが勃発。ヤトリはイグセム派としてレミオン派を鎮圧するため、帝国への帰還を命じられる。想定外の事態にイクタは、大天幕に集めた将校らの前で自らの素性を明かし、かつて父が率いた精鋭部隊旭日連隊を再編。イグセム派とレミオン派の争いを最小限に抑えるべく、中央へ出立する。

レミオン派により包囲されていたイグセム元帥は、叔父であり帝国陸軍名誉大将のヨルンザフ・イグセムの助太刀により窮地を脱する。ヒオレド鉱山から戻ってきたヤトリらも合流し、イグセム派はひとまずミオガロキ州に拠点を構える。帝都を制圧したレミオン派は腐敗貴族を一掃していくが、保護する予定だった皇帝はトリスナイとともに姿を消していた。

互いに次の一手を出せず状況が膠着しかける中、旭日連隊もまた中央へと帰参。イクタはイグセム元帥とレミオン大将を招き、三つ巴の会談で二人の大将帥を相手に一歩も引かない舌戦を繰り広げる。

2年後、皇帝となったシャミーユは苛烈な独裁政治を強行し、不正を行う貴族・役人・軍人・商人たちを断罪していった。だがイクタは、家族同然だったヤトリシノを亡くした喪失感から心を閉ざして廃人同様となり、シャミーユによって後室に匿われていた。(第8巻まで)

そんな中、宗教国家ラ・サイア・アルデラミンの教徒が、カトヴァーナ帝国のアルデラ教徒たちに接触していることが判明する。シャミーユは、センパ・サザルーフを隊長として、マシューとハロをその偵察に向かわせるが、キオカのスパイであるハロの別人格パトレンシーナの暗躍により次々と問題が発生し、2万人ものアルデラ教徒たちの亡命を許してしまう。

ただちに軍を招集して亡命者を追う3人だったが、キオカ軍により進軍を阻まれ、キオカ軍の不眠の輝将ジャン・アルキネクスの策によって混乱状態に陥り、部隊が散り散りになって森に置き去りになってしまう。一方、捕虜となっていたキオカ海軍将校エルルファイ・テネキシェラ達は、協力者との連携により脱獄に成功し、多数の亡命者たちを盾にしてキオカ軍へ合流しようとする。

その頃、帝国陸軍大将クバルハ・シバによって後室からイクタを連れ出されたイクタの前に、ヤトリの父親であるソルヴェナレス・イグセムが現れ、家族の写真を見せられたイクタは眠りから目覚める。そして、父バダ・サンクレイが「戦犯となることを覚悟して、国のためでなく家族のために戦った」ことを聞かされたイクタは、シャミーユと仲間達を助けるため立ち上がるのであった。(第9巻まで)

三度目となった「常怠と不眠」による激しい知略戦の末、一時停戦となりエルルファイら海軍はキオカに戻り、1000人の亡命者が帝国に戻される。そして、イクタは、ハロこそがキオカ軍の内通者であると断定し、ハロとその別人格のパトレンシーナに対して「騎士団の仲間」として扱う。ハロは、キオカのスパイを辞めて、帝国軍に残るのであった。(第10巻まで)

イクタの推薦により、「アナライの弟子」の2人が文官として仕えることになる。礼儀知らずで極論好きのミルバキエは、暴論を展開しつつも的確に、がんじ搦めになった国政をパズルのように紐解いていく。だが、女帝に対してもまったく礼節のないその言動に、シャミーユは振り回される。

そんな中、辺境で自給自足を営もうとする集団が急増しており、自給の限界ラインを越してこのままでは飢餓や暴徒化が予想されることから、シャミーユ自ら出向いて解決を図ることになる。だが、かつての反乱軍だった集団の一部が、シャミーユを拉致しようと暴動を決起。ハロは自ら囮となって逃げ、別人格パトレンシーナとなって戦い、手ひどい拷問を受けてしまう。(第11巻まで)

ラ・サイア・アルデラミンの地で三国会談が始まり、各国の最高指導者が一同に集まる。そこへ科学者アナライ・カーンが加わり、「精霊が古代文明の科学により産み出されたこと」をラ・サイア・アルデラミンのイェナーシィ・ラプテスマ教皇に追及するなど、会談は思わぬ方向へと転がっていく。そしてイクタは、ジャンやエルルファイ、ハロ、そしてシャミーユたちを不幸に陥れてきたキオカの執政官アリオ・キャクレイに対して、苦言を呈するのであった。

その後、精霊たちが突然に「試練を課す」ことを宣言しだし、数学や科学などに関連した問題が次々と出題され、アナライ博士を筆頭にしてイクタやジャンを始めとした三カ国は共同で、精霊の出題する問題を解き明かしていく。やがて知性水準が認められたアナライ博士、イクタ、ジャンと、真相を知るラプテスマ教皇の4名のみが遺跡内部へと入場を許される。そこで、情報開示されたイクタの精霊クスによって、精霊を造り出した『かつて繁栄した古代文明』について説明される。(第12巻まで)

マシューとポルミニュエ・ユルグスとの婚約が決まり、マシューは陸軍所属のまま海軍との橋渡しをすることになる。帝国軍は、キオカが配備を進めている『爆砲』の導入を急ぎ、要塞を瞬く間に破壊してしまうその圧倒的な破壊力に動揺するが、イクタにより塹壕が効果的であることが証明される。

その頃、かつて北域鎮台の司令長官サフィーダが、レミオンによる騒乱に乗じて脱走して死刑を免れ、孤児に交じって貧民街で暮らしているところを発見される。サザルーフはかつて死んでいった仲間達のため、サフィーダを捕えて死刑をもって断罪しようとする。だが、サフィーダは人攫いにあった子供を守るため戦い、自らサザルーフに助けを求めた後に「ずっと軍人になりたかった…」と言い残して亡くなるのであった。(第13巻まで)

帝国とキオカによる最終決戦が始まる。帝国軍はすべての要塞を放棄して、鉄条網を張り巡らせた塹壕地帯で待ち受ける。圧倒的多数の『爆砲』を持つキオカだったが攻めあぐね、さらなる超巨大爆砲『巨砲』を実戦に投入してくるが、帝国軍は弾道予測による機動防御によりこれを回避する。キオカ軍が『巨砲』『揚気』により地形を変えることで進軍をすれば、帝国軍はすぐさま後方へと撤退……と、一進一退を繰り広げる。

一方、キオカ海軍から敗走した帝国海軍であったが、マシューによる陸からの爆砲射撃の援護により、キオカ海軍に圧勝。キオカによる二面攻撃を阻止したことと、過度の負担によりキオカ総指揮官ジャン・アルキネクスが倒れたことで、キオカ軍は撤退を始めたことから帝国の勝利かと思われた……。

だが、イクタは「帝国軍の敗北」であると玉音放送で全帝国国民に告げ、自らが逆賊の汚名を着ようとしていたシャミーユの企てを阻止してしまう。国民裁判にかけられたイクタは、シャミーユの呪縛を解き放つため裁判で悪態をつきまくり、自身の希望もあり「死刑」が宣告され斬首刑により亡くなる。

手のひらほどの大きさで、人間と意思疎通ができる人型の存在。火・水・風・光の4つの種類に分けられており、これらを四大精霊という。種類別の名のままに、火や水（氷）、風、光を発生させることができる。多くの人間は、四大精霊のうち1体をパートナーとして生活している。人間の使う武器類の動力としても応用される。

アルデラ教の中では「神から遣わされた存在」として扱われており、虐待などは禁じられている。己の身を省みずパートナーを助けるなど、人間にとってあまりに都合のよすぎる存在であり、精霊の身体が寸分違わずどれも同一であるため、アナライ博士は彼らを「人工物ではないか」と推測している。

動力については「ソーラー発電」らしく、光の下に置くことで活力を得ていくが、長期間闇の中に閉じ込めると徐々に力が衰えてしまう。10代前半の子供程度の「認識力・思考力・判断力」を有しており、会話も可能でありパートナーを気遣う発言などもする。簡単な計算や歴史やたわいもない話などに受け答えでき、10歳未満の子供に「読み書き」を教えることも可能である。

パートナーを助けるためなら自爆することも厭わず、精霊の能力を行使して自発的に敵を倒そうとする。しかし、パートナーを人質にされて「逆らえば命を奪う」ことを宣言されると、「ロボット三原則」のためか攻撃することが一切出来なくなる。

また、自爆などの際に排出される、人間にとっての魂にあたる「魂石」を神殿に持っていけば蘇生が可能。パートナーである人間が死んだ場合、その家族や友人と新しく契約を交わすか、次のパートナーを見つけるため各地を放浪するようになる。魂石がある限りは記憶は残るため、その記憶が厄介な場合には、魂石を土に埋めて隠すことで情報漏洩を防げる。

西暦2267年、人口が増え続ける中、発展途上国への貧困や衛生問題などの支援策として立花博士は、小型AIロボット『ARシリーズ』の制作をしていた。それは、途上国の人々の生活をサポートし、子供たちに読み書きを教えることで貧困から抜け出すキッカケを与えられる画期的な発明だった。

だが、宇宙に建造されていたベルトラム機関搭載の長距離宇宙船が、テロにより地上に落下し、ベルトラム機関の衝撃波と大津波で5億人もの人間が死亡。あらゆる情報網が使用不能になったことで、救援活動も困難を極め、さらにベルトラム波の影響で人類の生存率は低下していくことが予想された。そこで科学者たちは、遺伝子改変を行うことで、より過酷な環境でも耐えられる人間を造り出した。

しかし多くの被災者たちは、ARシリーズを受け入れて生活しながらも科学を憎むようになっており、彼らは宗教として『科学の排斥』を行うようになる。やがてARシリーズは『四大精霊』と名を変えて、アルデア教において「神の使い」として崇められるようになった。

ベルトラム波の半減期は非常に長く、5000年以上の気の遠くなるような年月が必要であった。やがて科学が再び人々により求められることを願って、立花博士は『精霊の試練』をクリアした者のために情報を残した。だが、帝国とキオカが戦争状態であったため、その情報開示は一時凍結され、二国間の戦争が終わった後に段階的に開示される運びになった。(第12巻より)

• 原作 - 宇野朴人（電撃文庫刊）
• 原作キャラクター原案 - さんば挿
• 原作イラスト - 竜徹
• 監督 - 市村徹夫
• シリーズ構成 - ヤスカワショウゴ
• キャラクターデザイン - 香月邦夫
• サブキャラクターデザイン - 平野勇一
• メカ・プロップデザイン - 高倉武史
• 美術設定 - 中島美佳
• 美術監督 - 脇威志
• 色彩設計 - 大野春恵
• 撮影監督 - 伏原あかね
• 3D監督 - 田中康隆
• 編集 - 木村佳史子
• 音響監督 - 岩浪美和
• 音楽 - 井内啓二
• 音楽プロデューサー - 中山信宏
• プロデューサー - 中山信宏、黒崎泰隆、福田順、伊藤幸弘、吉田勇樹
• アニメーションプロデューサー - 橋本健太郎
• アニメーション制作 - マッドハウス
• 製作 - 天鏡のアルデラミン製作委員会（ワーナー・ブラザース ホームエンターテイメント、KADOKAWA アスキー・メディアワークス、クロックワークス、BSフジ、マッドハウス）

『ねじ巻き精霊戦記 天鏡のアルデラミンwebラジオ 種田いのり帝国』のタイトルで2016年6月17日から10月7日まで毎週金曜日に音泉にて配信されていた。

架空の国「種田いのり帝国」をラジオ内で設定し、パーソナリティは「皇女」、リスナーは「臣民」となって、アニメ本編に登場する「カトヴァーナ帝国」以上の国作りを目指す「建国ラジオ番組」となっている。ラジオ内でメールを読まれる毎に臣民には褒章ポイントが1ポイント授与され、皇女が好感を抱いたメールには独断でポイント数が増える。3ポイント貯まる毎に番組特製ステッカーが授与され、さらに番組最終回までのポイント数上位5名の臣民には番組特製グッズが授与される。また、不敬なメール内容を送った臣民に対しては国外追放処分、または無人島行き処分、投獄処分となり、臣民の身分が剥奪されて今までのポイントが0ポイントとなり出禁扱いとなる。