La série s'inspire librement du comic de MarvelX-Men, puisant dans les personnages célèbres, mais les retouchant librement (certains gardent les mêmes pouvoirs mais ont leurs pouvoirs ou affiliations modifiées). De par le rajeunissement de certains personnages, ce dessin animé ressemble plus aux comicsUltimate X-Men et aux films de cette période, qu'aux comics d'origine et au précédent dessin animé. Le dessin animé a même créé un personnage ensuite repris dans le comic : X-23.
Les X-Men à l'adolescence alors qu'ils apprennent à contrôler leurs pouvoirs mutants en développement à l'école du Professeur Charles Xavier tout en faisant face à des menaces...
À la fin du dernier épisode, Charles Xavier a une vision de l'avenir, ce qui permet de savoir ce que deviendront la plupart des principaux protagonistes et antagonistes. On y voit :
La population devant la Maison-Blanche, qui demande l'expulsion des mutants.
Cyclope, Colossus, Shadowcat, Iceberg, le Fauve, X-23, Diablo, Malicia et Tornade forment l'équipe d'X-men, tandis qu'Avalanche, La Sorcière Rouge, le Crapaud, Blob, Vif-Argent et Pyro forment la Confrérie.
Des centaines de Sentinelles volant dans le ciel, ce qui laisse entendre que les mutants continueront à être traqués.
Gambit, Spyke et Angel rejoignent les X-Men.
Le destin de Charles Xavier, Berzerker, Big-Bang, Mystique, Dents-de-Sabre et de Wolverine est inconnu.