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“这虽然是游戏，但可不是闹着玩的。”
——“SAO刀剑神域”设计者·茅场晶彦——
2022年，人类的科技力终于得以将完全的网络虚拟空间实际制造出来。
大厂牌电子机械制造商“ARGUS”开发出了名为“NERvGear”的新世代民用终端，使得完全网络虚拟空间潜行能够被利用到了一般的网游之中，而《SAO》——便是首个利用该先进技术的大型VRMMO。
桐谷和人，一名年轻的网游玩家，便是使用NERvGear玩《SAO》的先行者玩家之一。他很幸运——抑或说不幸地获得了参与封闭测试的资格，并在游戏正式上线营运之日就迫不及待地戴上头盔造型的“NERvGear”，以“完全潜行”的状态和其他9500名玩家一起，开始享受起了正式版的SAO世界。
但很快，新鲜感带来的愉悦就变成了未知的不安。SAO正式上线4小时后，正和好友组队的和人发现封测时确实存在的“退出指令竟然从指令控制面板上消失了。虽然和人以为这只是暂时的系统BUG而未加在意，但很快，他就和其他全部玩家一道被传送到了游戏的开始之地——起始广场。
而在广场上等待着他们的，是自称SAO游戏设计者的科学天才——“茅场晶彦”的死亡游戏说明：
不能退出是游戏的正常现象，只有打倒位于“艾恩葛朗特”顶楼100层的魔王——即达成“完全攻略”——才是离开这个世界唯一的方法。
并且，在游戏内GameOver或是尝试脱下NERvGear，现实中的玩家也会立刻被NERvGear发出的高出力微波破坏脑部而死亡。
突如其来的恐惧，导致最初的一个月内死亡人数就突破了2000，然而渐渐地，玩家们开始习惯了这个“真实的虚拟世界”，两年之后，尚有6000名玩家存活，最前线已推进到第74层……
而桐谷和人，则化身成名为“桐人”的黑衣剑士，开始谱写他作为一名独行玩家的冒险篇章。
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NERDLES（ニードルス）
构成本作根骨的虚拟现实技术。全名为“NERveDirectLinkageEnvironmentSystem”。由埋藏在机器内的无数信号原件产生多重电场，和使用者的脑部直接连接，不是透过眼睛或耳朵等感觉器官，而是直接对脑部传送虚拟的五感情报来生成虚拟空间。同时透过回收脑部发给身体的电子信号，就算在虚拟空间内进行各种运动，现实世界的身体也毫无反应。
下列是作品中使用此技术的机器:
第一世代机
只有极少数娱乐场所和舒压机构有引进的最早期机器，作品中没有描述其名称。
第二世代机
小型化后的民生用机。作品中共出现两款。
NerveGear（ナーヴギア）
第一款民生用NERDLES机器。外型类似包覆头部的拳击用护具。基础设计出自茅场晶彦之手，由ARGUS公司以世上最早使用NERDLES技术的家用游戏机名义发售，在市场上创下极佳的销售纪录。
使用时和使用者的脑部连接，直接对脑部传送虚拟五感来生成虚拟现实，并同时回收脑部发给身体的电子信号。使用者就算在虚拟世界内运动，现实世界的身体也毫无影响。
因其电磁波输出功率上限足以破坏人脑，所以SAO事件发生后，被认定为恶魔的机器，政府因此下令停止制造，并回收、废弃了大多数成品。和人因为以提供与茅场有关的情报当交换条件而被特许持有。因此在SAO事件后入手极为不易。
在同原作者的《加速世界》动画版中被提及，而且性质与开发年代都相同。
AmuSphere（アミュスフィア）
NerveGear的后继机，由RECT公司贩售。外型为两个圆环并排的冠状器具。标榜“绝对安全”，是将NerveGear的保护系统与安全机构强化，电磁脉冲减弱后的产品。虽然安全性获得了提升，但因为基于安全缘故削减了信号元件的密度，因此性能上比起NerveGear略显逊色。
由于其他规格都和NerveGear相同，所以两部机器间游戏可以互通。若玩家情绪过度激动，会触发安全机制导致自动登出。
第三世代机
Medicuboid（メディキュボイド）
医疗用完全潜行机器，名称由来为“医疗（medical）”和“方块（cuboid）”的组合字。
NerveGear的延伸型，基础设计出自茅场晶彦，开发者为神代凛子。
由于该机体完成时发生了SAO事件，使其安全性遭受政府质疑而无法进入测试阶段。后来因绀野木绵季成为测试者，并以该机体连续潜行了虚拟世界约三年，她的使用数据使该机体能于国内的医疗机构进入实用阶段。
其最受注目的功能之一是临终关怀。
第四世代机
灵魂翻译机（ソウル?トランスレーター（魂の翻訳機），SoulTranslator）
简称“STL”，由企业拉斯所研发的实验机，开发者为比嘉健，但是中心使用的量子演算回路则是茅场晶彦提出的。机体的内部结构是以Medicuboid与绀野木绵季使用Medicuboid的数据为基础开发而成的。
跟第三世代机的差别为并不是与脑连接的界面，而是透过量子通讯达成跟灵魂沟通的可能——摇光的界面，直接从摇光中读取泛用视觉记忆资料（MnemonicVisualData）或将该数据资料传送至摇光来生成高质感的虚拟现实，且还拥有复制摇光、记忆操作的功能。使用该机体潜行时，使用者的脑电波状态跟睡眠时的状态一样。
此外，该机体能够活化人类的“天然摇光”，使大脑中受损的神经网络进行再生，但要进行神经网络再生的治疗，就必须关闭保护摇光的功能。美国佣兵袭击海龟时切断主电源，导致桐人的摇光被电流通过。
在川原砾的另一作品《加速世界》第9卷中，AshRoller提到SoulTranslator是“神经连结装置（Neuro-Linker）”在市场上发售之前的大型实验机，能够在10米之外和实验者的大脑相连接。
SoulTranslationTechnology（ソウル?トランスレーション?テクノロジー）
简称“STLT”，STL的技术核心。
脑部植入式芯片（ブレイン?インプラント?チップ，BrainImplantChip）
简称“BIC”。仍在研究中的技术，美国的圣塔克莱拉大学所研发的脑内植入型VR机器，与STL不同，因为是由现有的NERDLES技术的延长线上所发展成的技术，和人曾认为这才是完全潜行技术发展的“正常进化型”。
在作者的另一部作品《加速世界》中有同名的物品出现，不过在《加速世界》中，BIC已经被禁用，原因是BIC跟NerveGear和神经连结装置（Neuro-Linker）不同，是无法关闭电源的，因此很可能会被用来作弊，而且如果被骇客入侵会难以处理，所以除了某些特例（例如得了失声症的四埜宫谣），一般人在该作的世界观中是不能合法植入BIC的。
AR数位资讯装置“Augma”（オーグマー，Augma）
在《刀剑神域：序列之争》作品中的穿戴型增强现实终端装置，与AmuSphere相比移除了完全潜行功能，并以丰富的AR机能取而代之。
装置外型：可穿戴式机种，外观类似于小型的头戴式耳机，其轻巧性高于完全潜行装置的“AmuSphere”。
装置特点：利用发挥到极致的增强现实AR功能，取代“完全潜行”。
装置功能：可将视觉、听觉、触觉资讯，传给清醒状态下的玩家，使人们能以游戏的方式，享受有益健康的运动或进行健康管理，因此玩家日渐增加。
内建装置：撷取生命征象的金属机体、收音麦克风、脑部扫描感测器、内建视线检测摄影机的管控程式系统与发汗、脉搏感测器。
完全潜行（完全ダイブ（フルダイブ），FullDive）
指连上NERDLES创造出的假想空间。因在虚拟世界里活动角色，现实中的身体并不会跟着动作，就像是“意识完全进到游戏中不受外界干扰”而有此称呼。
Cardinal（カーディナル）
用以管制SAO等VRMMO的自动除错与游戏平衡维持系统，工作内容为调整怪物和NPC的AI、道具性能和货币经济平衡等。当发现有破坏游戏平衡的疑似密技行为会立刻进行修正，几乎可以防止所有的游戏异常和钻系统漏洞的状况发生。Cardinal本身也使用两个分离的主程式互相维护的模式，不需人力维持也能保持游戏正常营运。
由于茅场晶彦最初开发Cardinal是为了实行SAO计划，所以在设计架构上Cardinal本身拥有许多能间接将游戏环境导向毁灭的机能（SAO通关后所进行的数据销毁正是基于此功能所为），而茅场在之后简化版的TheSeed里则移除了相关功能。
TheSeed（ザ?シード）
能制作、管理小型VRMMO的免费软件。茅场晶彦托付给桐人的“世界的种子”。从运作VRMMO必需的轻量化Cardinal到游戏的制作工具都包在里面，只要准备好3D物件和服务器就能建立出VRMMO环境。用TheSeed开发出的VRMMO间，是有可能相连的，用同一名角色就能在无数的VRMMO间漫游。
TheSeed联合体（TheSeedNexus）
基于TheSeed开发出的各VRMMO间的连结计划，使情报与角色可如同跨越国境般，在各游戏之间漫游。第一个与ALO建立连结的是以月面为舞台的游戏LUNASCAPE。
在2026年9月，所有TheSeed连结体的虚拟世界融合成UnitalRing。
SAO生还者（SAO生還者（SAOサバイバー），SAOSurvivor）
泛指从SAO事件生还的玩家的网络用语。其中还是中、小学生的玩家们被编入政府设立的特别学校，部分红色或橙色玩家被安排入院或保护观察。大部分的生还者依然有持续游玩VRMMORPG，但也有不少人得到VR世界恐惧症。但因微笑棺木部分成员所引发死枪事件缘故，使几乎所有在SAO“杀人”的红色或橙色玩家被警方秘密列入长期监视名单。
这些生还者们都有在虚拟世界生活长达2年的经验，对虚拟现实的适应性极佳，能忍受普通人无法接受的长时间完全潜行。
SAO事件记录
记录了SAO事件的书籍，内容主要是根据SAO生还者的口述进行编写。
在OS事件后，出版了内容加以补充的第二版。常营运。
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