2100년, 세계는 최고속 철도 시대로 진입한다. 그 해에 발족한 ‘세계 철도 협의회’는 지상에서만이 아니라 지구를 종횡무진할 수 있는 ‘레이저 레일’이라는 완전히 새로운 철도 개발에 몰두한다. ‘레이저 레인’을 주행하기 위해 전세계에서 선택된 엘리트 트레인들이 ‘트레인 베이스’라는 훈련기지에 소집된다. 인공지능을 탑재하고, 열차형태에서 로봇형태로 변신 가능한 그들을 사람들은 ‘트레인 히어로’라고 부른다. 트레인 히어로들은 트레인 베이스에서 엄격한 훈련을 받는 한편, 전세계의 재해 현장에서 구조활동을 하며 진화를 거듭해 성장해 간다.