Em 2075, as viagens espaciais já não são apenas um sonho, mas uma realidade cotidiana para a humanidade. Avanços científicos e tecnológicos levaram à colonização da lua, comercialização do espaço e formação de grandes corporações espaciais. Ai Tanabe, uma mulher otimista cujos interesses se concentram no cosmos, se une à Corporação Technora como membro da Seção de Detritos, um departamento dedicado à remoção de lixo espacial perigoso entre as órbitas da Terra e da Lua.

No entanto, Ai logo percebe como seu trabalho é subestimado. Como motivo de chacota na Technora, a Seção de Detritos é severamente subdimensionada, tem poucos recursos e é obrigada a usar uma espaçonave decadente apelidada de ""Caixa de Brinquedos"" para coletar detritos. Imperturbável, Ai persevera e gradualmente se familiariza com as personalidades peculiares que compõem a equipe da Seção de Detritos, como o chefe desajeitado mas de boa índole Philippe Myers; a trabalhadora temporária misteriosa e reservada Edelgard Rivera; e o cabeça-quente e apaixonado Hachirouta Hoshino, que anseia por uma nave espacial para chamar de sua.

Planetes é uma série de ficção científica não convencional que retrata a vastidão do espaço como pano de fundo para as vidas pessoais de pessoas comuns - pessoas que podem ter nascido na Terra, mas cujas esperanças e sonhos estão entre as estrelas.