故事发生在一个虚拟的奇幻世界之中。在这里，相对应的两人将手牵在一起，所产生的心灵连结“宁录”能够成为拥有着强大力量的武器。在传说中，这个世界上存在着掌控着一切的神，只要将神打败，就能够实现内心最强烈的愿望。长久以来，握手者们都将打败神作为目标，不断地战斗着，而一切因果的汇聚点就在大阪。 高槻手纲（齐藤壮马 配音）是对机械十分着迷的男子高中生，一次偶然中，他在研究室里邂逅了昏睡中的少女芥川小代理（诸星堇 配音）。手纲牵住了小代理的手，想不到小代理竟然从昏睡中醒来，两人成为了搭档。
特别喜欢游戏和金平糖的高中生白柳启，有一天，被一个自称是魅音的神秘女子卷入了战场。 魅音对聚集起来的人们说：“你们已经没有户籍了。” “请成为实验观测器吧。”在场的每人都被给予了特殊的能力参加各种项目。 下定决心要摧毁这一组织的启，以谁都无法预料的能力和罕见的“脑”能力为武器，新时代的头脑派能力战斗开始。
被智慧老人制造出来的海尔兄弟，即哥哥琴岛与弟弟海尔，和他们的小伙伴一起旅行冒险。从太平洋跨越到美洲、南极，又从澳洲来到非洲、欧洲，亚洲，最后回到起点。一路上饱览风景名胜的同时，也遇到各种各样的危险，身处不同的险境，在这当中亲身体验自然的神秘与美丽，了解它们背后的故事。可谓融地理、人文、历史等知识于一体。让观者在看的同时，既获得乐趣，又了解到相应的知识，可谓国产科普动画的代表作。 全长212集的长篇动画《海尔兄弟》由北京红叶电脑动画公司和海尔集团联合投资，形象沿用了海尔集团的标志，并且赋予了新的内涵和故事情节。
