No futuro, foram criados os "Persocoms", humanoides inteligentes que se parecem com seres humanos. Hideki Motosuwa deseja comprar um, mas não tem dinheiro para isso. Um dia, ele encontra uma Persocom, que aparentemente foi jogada fora, e decide ficar com ela. Ao ligar a Persocom, tudo o que ela diz é "Chi" então ele decide que esse será o seu nome. Após um tempo, Hideki começa a perceber que Chi não é um Persocom qualquer. Ela aparenta ser um "Chobit", um tipo avançado de Persocom que tem pensamento próprio, ou seja, consciência.
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