在彩玉大學理工學研究科，有一對特立獨行的理工學生，分別是天才型理科男雪村心夜和理性又自信的理科女子冰室菖蒲。他們之間的感情起源於一場告白，但對於這份感情，心夜堅持必須以邏輯根據證明才能承認，因為他認為作為理科生，如果不能用邏輯證明自己的喜歡，就不能說是喜歡，也不合格。
於是，他們決定進行一系列實驗，以證明他們的愛情。他們的研究室成員，包括奏言葉、棘田惠那、以及犬飼虎輔，也被捲入了這場關於「戀愛」的定義的證明實驗之中。
他們進行了各種實驗，如約會實驗、喜歡的構成要素解析、心率測量實驗、情緒值的測量等等。在這一系列的實驗中，充滿個性的理科生們用理論證明「戀愛」的存在，這是一部充滿笑料和心跳的理科愛情喜劇。
在實驗的過程中，心夜和菖蒲也逐漸認識到了彼此的優點和價值，並且在一起度過了許多美好的時光。他們的愛情經歷了許多起伏和挑戰，但最終他們用堅定的信念和理性的思維證明了他們的愛情是真實的。
這部作品通過輕鬆幽默的方式，展示了理科生們對愛情的探索和證明，同時也描繪了他們之間獨特的愛情故事。