Koharu Biyori è ambientato in un prossimo futuro in cui i robot domestici di forma umanoide sono diventati accessori piuttosto comuni. Anche il protagonista, Takaya Murase, possiede uno di questi androidi; il suo intento, però, non è quello di usarlo per fare le pulizie, cucinare e rassettare: il robot, dall'aspetto femminile e a cui è stato assegnato il nome Yui, verrà usato da Tanaka come una sorta di bambola, ossia dovrà indossare vestiti e costumi e fare altre cose idonee a soddisfare i desideri del ragazzo..