Jalan cerita mengambil tempat pada tahun 2307 M mengikut Kalendar Gregory. Pada zaman ini, bekalan bahan api fosil semakin habis dan pengedarannya menjadi tidak seimbang. Manusia terpaksa bergantung pada sistem janakuasa tenaga suria yang mengelilingi bumi, dan disokong oleh tiga lif angkasa, setiap satunya dikawal oleh salah satu daripada tiga "kuasa besar" dunia.

Oleh kerana sumber tenaga yang tidak terhad ini hanya menguntungkan kuasa-kuasa besar serta sekutu-sekutunya, peperangan sentiasa sahaja meletus di seluruh dunia bagi merebut sumber bahan api dan tenaga, membawa kepada terbentuknya organisasi ketenteraan persendirian yang dikenali sebagai Celestial Being (ソレスタルビーイング), bertugas untuk menghapuskan peperangan dengan menggunakan empat jentera robot humanoid yang dipanggil Gundam.[1][3]

Mobile Suit Gundam 00 berkisar mengenai empat juruterbang mobile suit yang dipanggil Gundam Meisters (ガンダムマイスター, Gandamu Maisutā), berpihak kepada Celestial Being. Watak utama ialah Setsuna F. Seiei (刹那・F・セイエイ) yang berusia 16 tahun, seorang pendiam yang dibesarkan di Republik Kurdi, serta telah menjadi Gundam Meister selama dua tahun. Dia memandu jentera GN-001 Gundam Exia.[6][7]