치히로는 터널을 지나는 중 우연히 인간 세계와 다른 환상의 세계로 들어선다. 이곳엔 온갖 신들과 괴물과 도깨비들이 가득하며 모든 병을 치료하는 마법의 온천이 있다. 인간인 치히로가 이곳에 머물기 위해선 두 가지 조건을 따라야만 한다. 첫째, 온천수를 관장하는 유바바라는 성질 고약한 마녀의 일을 도울 것, 둘째, 치히로라는 이름과 함께 인간으로 사는 것을 포기할 것. 그 결과 치히로는 센이라는 새로운 이름을 받게 되고 온갖 친구들을 만나며 신나는 모험을 계속하는데...