高校生の天野アキラは、特殊な器官で大気中の水分子を栄養に変える「雲摂食者」。彼のクラスメイトで天才少女の数雲ユウカは、頭上に複雑な数式が浮かぶ「思考雲」を持ち、感情までも数学的に表現する。だが、ユウカの思考雲は不安定になり、疲労を感じていた。原因はアキラへの恋心で、感情が論理的思考を乱し始めているのだった。 　アキラの感情雲とユウカの思考雲は融合し、新たな「愛数雲」として進化。雲摂食器官の医師からは、この進化が感情エネルギーの摂取と放出による未知の現象だと告げられる。愛数雲は数学的に複雑な恋愛方程式を形成し、ユウカの心も揺れるが、アキラが雲を食べることで負荷を軽減し、新たな能力も得る。クラスメイトの雲野ヒカルも同様の能力を持つが、暴走状態に。 　アキラたちは「雲喰い同盟」を結成し、街の恋愛雲過剰状態に対処。ユウカは恋愛感情で人工の雲を作り出す「雲工場」を提案し、街は「愛の循環システム」を完成させる。街の恋愛活性化と共に、新たな問題も浮上するが、仲間と協力して解決に導く。 　一年後、アキラとユウカは「雲工学科」の大学生に。雲と愛の関係を学問として追究しながら、愛の方程式という未来予測モデルを手に、無限大の未来を歩み始める。彼らの愛は「愛雲」として具現化し、街全体を包み込み、恋愛と感情が科学と融合する新時代の象徴となった。