故事发生在一个炼金术相当发达的世界（这里所指的与历史记载之实际炼金术的定义不同）。在这个世界的“炼金术”，是以理解物质的内在的法则：理解，分解，再构造成立，进行炼金术必须按照‘等价交换’法则：为了获得某种东西，需要以同等的代价交换（例如：漫画一开始就知道，爱德用右臂炼成了阿尔的灵魂并固定在盔甲上，漫画107话，阿尔为了救机械臂被毁的爱德，反用自己的灵魂炼成了爱德的右臂，而自己却重新回到真理之门前结合了自己的肉体），代价不够的话便需要以自己的任何部份（身体的一部分、记忆等等）被作为代价的填补而被拿走（漫画版及《钢之炼金术师FA》中为通过真理之门的通行费，付出越多，得到的真理就越多）。
爱德华和他弟弟阿尔冯斯·艾尔利克十分思念在他们还小的时候亡故的母亲，为了再次见到母亲，进行了炼金术中最大的禁忌－－人体炼成。可是因为炼成时的反噬，阿尔则失去了全身，爱德进入真理之门中付出"通行费“左脚。为了换回弟弟，爱德华牺牲自己的右臂作为代价将弟弟的灵魂炼成，并将弟弟阿尔冯斯的灵魂固定在一副铠甲上。从此爱德华和阿尔冯斯为了取回他们所失去的一切，开始踏上了找回自己身体的旅程。爱德华失去的右臂和左腿由钢制义肢“机械铠”来替代，因此被授予“钢”的称号，故被称为“钢之炼金术师”