《恋爱小行星》木之幡米拉(高柳知叶 配音)曾经和一个男孩许下了“寻找小行星”的约定，随着时间的而流失，虽然米拉和这个男孩早已经没有了任何的联系，但这个约定却依然被铭记在米拉的心间。为了完成约定，升上高中的米拉加入了学校的天文社，哪知道为了节省社团经费，天文社竟然于今年同地质社合并，变成了地学社。个性老实，沉默寡言，甚至有些害羞的真中苍(山口爱 配音)、虽然身为学姐，但却异常柔弱的猪濑舞(指出球亚 配音)、常常因为过于认真的性格而被别人误以为在生气的樱井美景(东山奈央 配音)、性格大大咧咧，总是活在自己的世界里的森野真理(上坂堇 配音)，对于天空的热爱将这些个性迥异的女孩联结到了一起。
