Texhnolyze spielt in der Stadt Lukuss, die von Gewalt und Verzweiflung gezeichnet ist und die nur aus einem einzigen Grund existiert: Nur dort gibt es ein seltenes Material, das für die Herstellung von künstlichen Gliedern (sogenannten "Texhnolyze") unverzichtbar ist. Dennoch ist Lukuss eine Stadt der Ausgestoßenen, die nur von Gangs und einer Mischung aus Sekten und Gewerkschaften kontrolliert wird. In dieser Versuchen verschiedene Charaktere zu überleben: Da wäre zum einen Ichise, ein Junge aus der Unterschicht, der einst sein Leben als Preisboxer bestritt, doch dem als Strafe für mangelnde Unterwürfigkeit ein Arm und ein Bein abgetrennt wurden. Anschließend wurden die Gliedmaßen von einer eigenartigen Ärztin durch Texhnolyze ersetzt. Dann gibt es die geheimnisvolle Ran, die in die Zukunft sehen kann, Onishi, den Anführer einer der mächtigsten Gangs, der versucht bei der Kontrolle dieses Hexenkessels die Übersicht zu behalten, und schließlich Yoshii, ein angeblicher Tourist aus der Oberwelt, der über lange verlassene Wege nach Lukuss kam.