电视动画片《异世界四重奏3》是《异世界四重奏》系列电视动画的第3期。于2020年3月31日《异世界四重奏2》最终话完结的同时宣布续作消息。
少女们的日常，时而战斗，时而不战斗？TV动画《刀使之巫女》与手机游戏《刀使之巫女 刻印一闪之灯火》的角色们变身迷你版大集合！
这里是和风咖啡厅“鹿枫堂”。店主、负责茶水的水，负责拿铁的格雷，负责料理的世贵，负责甜点的椿。各自身怀绝技的4人经营的隐藏人气店。他们在“款待”客人的同时，偶尔还会解决客人的“烦恼”。以咖啡厅为舞台，完美的4人编织而成的真诚故事。好了，今天的客人是……？
木之幡米拉（高柳知叶 配音）曾经和一个男孩许下了“寻找小行星”的约定，随着时间的而流失，虽然米拉和这个男孩早已经没有了任何的联系，但这个约定却依然被铭记在米拉的心间。为了完成约定，升上高中的米拉加入了学校的天文社，哪知道为了节省社团经费，天文社竟然于今年同地质社合并，变成了地学社。个性老实，沉默寡言，甚至有些害羞的真中苍（山口爱 配音）、虽然身为学姐，但却异常柔弱的猪濑舞（指出球亚 配音）、常常因为过于认真的性格而被别人误以为在生气的樱井美景（东山奈央 配音）、性格大大咧咧，总是活在自己的世界里的森野真理（上坂堇 配音），对于天空的热爱将这些个性迥异的女孩联结到了一起。
I-Machine——那是在极限环境下作业的大型机器人的总称。 联盟学院学生三栗麻耶在使用I-Machine的途中被卷入事故， 得到驾驶着I-Machine、如同海贼一般挖掘欧利哈特矿石的埃斯卡维特公司的宇宙船的帮助，并演变成要身为公司的一员进行工作的局面……。 在各有特点的成员们当中生活的同时，麻耶开始逐渐了解何为“人类”。
