十字キーの前身となるものは、アーケードゲーム（例えばUPLのブロッケード（1976年）やSNKのヴァンガード（1981年）など）で使われた4つの方向ボタンだった。家庭用テレビゲーム機で十字キーの前身となるものは、マテルが1980年に発売したインテレビジョンによって初めて使用された。インテレビジョンの特徴的なコントローラーは、家庭用ゲーム機では初めてジョイスティックに代わる方向キーを採用したもので、円形のパッドを親指で押すことで、16方向の入力が可能であった。短命に終わったエンテックスのセレクト・ア・ゲームは、（十字キーのようには繋がっていない）上下左右の方向ボタンが特徴的であった。同様の方向ボタンは、アタリ2600の前身で発売されなかったアタリ・ゲームブレインや、VideoMaster Star Chess gameのような初期の専用ゲーム機のいくつかで使用された。ミルトン・ブラッドリー・カンパニーの携帯型ゲーム機、Microvision用のソフトとして1981年に発売された"Cosmic Hunter"では、十字キーに類似したコントローラを使用していた。このゲームでは、スクリーン上のキャラクターを、親指で4方向のうちの1つのボタンを押して操作した。
任天堂としての公式名称は十字ボタンである。主にゲームボーイミクロやニンテンドー3DSなど、近年の任天堂ゲーム機の取扱説明書などでは、「十字ボタン」と呼んでいる。任天堂以外のメーカーでは「十字キー」、「方向キー」、「方向パッド」などの名称を用いている。英語圏ではdirectional pad（方向パッド）を略してD-pad（Dパッド）や、control pad（コントロール・パッド）と呼ばれる。
コンピュータにおける方向キーと同じ働きをするものであるが、上下左右に配置された4つのスイッチの上を十文字のカバーが覆っている。十字の中心には支点があり、カバーがシーソーのように動くことで、上と下または左と右のスイッチが同時に押せないようになっている。十字キーを斜めに押すことで上と右、下と左のように隣り合う2つのスイッチを同時に押せるようになっており、これにより8方向の入力が可能になっている。通常は親指で操作する。
植民惑星ハーランズ・ワールド生まれのタケシ・コヴァッチは少年時代にCTACにスカウトされ兵士として成長するが、やがてヤクザの手下になっていた妹レイリーンと再会し、ともに脱走して保護国のお尋ね者となる。クェルクリスト率いる反乱軍に身を拾われて特殊訓練を受け、凄まじい洞察力と高い状況順応力を持った"エンヴォイ"となる。しかし反乱軍はタケシただ一人を残して全滅し、タケシも逃亡の果てに捕縛されて保存刑を受ける。歴史の中で反乱軍は残虐なテロリストとして扱われることになり、しかし同時にエンヴォイはその特殊能力から、伝説的な存在となっていった。地球では、一部のメトと呼ばれる富豪はスリーヴを取り換えて数百年も生きて権力を握り、貧者は新しいスリーヴを購入して蘇ることもできない。地球のメトは天空に浮かぶアエリウムに住み、地上に住む一般民を見下す。スリーヴの破壊は一時的な死に過ぎないが、スタックの破壊は"真の死"(リアル・デス、RD)となる。富裕層はスタック以外にも定期的に自分の精神をバックアップし不慮の事故に備える。新カトリック派(neo-C)の人々は信仰により転生に反対し、スタックに宗教コードを書きこんで転生拒否の意思を示しているが、殺人事件被害者ならば新カトリック教徒であっても一時的に転生させて証言させようとする653号法案が提案されている。犯罪の主な処罰はスリーヴへの転生を遅らせる保存刑、および"真の死"を施す消去刑である。250年後、タケシは地球の見知らぬスリーヴの中で目覚める。大富豪の"メト"であるバンクロフトが粒子ブラスターで頭部を吹き飛ばされ死亡し、バックアップから転生したバンクロフト自身がその捜査のためにタケシを保存系から仮釈放させたと知る。記憶の定期バックアップ直前にスタックが破壊されたため、バンクロフトは死亡前48時間の記憶を持たず、状況から自殺だった可能性も高い。しかし彼はもし自殺するなら転生しないよう確実に実行するという自身のプライドから、何者かに殺害されたという確信を抱いており、完全な赦免および多額の金を成功報酬として、犯人を突き止めるよう要請する。タケシは拒絶するものの、正式な回答までに与えられた猶予の一日を過ごす間に襲撃を受け、捜査を阻もうとする者の存在を知り依頼を引き受ける。事件を担当していたクリスティン・オルテガ警部補は、バンクロフトは自殺したと結論付けていたが、転生後のバンクロフトから圧力を受けてキャリアを脅かされ、また、タケシが使っているスリーヴが、オルテガの恋人のライカーのものであるため、タケシの動向に目を光らせる。オルテガの同僚でもあったライカーは、ある娼婦が高所から落下死した一件を調べていた。それが仮に殺人事件だとしても、彼女はスタックに転生拒否を示す宗教コードを書き込んでいたため、転生させて証言を得ることは法律上できない。娼婦の幼馴染であったライカーは彼女が宗教コードを持つはずがなく、ゆえにその死には何らかの偽装工作があると考えていたが、突如CTAC長官殺害容疑で逮捕され保存刑となっていた。オルテガはライカーのスリーヴ保存料を苦労して支払っていたものの、バンクロフトが金で奪い取り、スリーヴとしてタケシに与えたのである。タケシは様々な妨害を受け命も狙われるが、ライカーの追っていた娼婦死亡事件が、バンクロフト事件とも関りがあることを見抜く。オルテガはライカーの無実を証明しようとする。やがてタケシはかつて反乱軍を裏切った妹レイリーンが生きていて非合法の売春娯楽施設を運営するメトになっていることを知る。バンクロフトが売春婦に真の死を与えた事件をもみ消すためにレイリーンが種々の犯罪を犯したものの、これを恥じたバンクロフトが自殺していたことが分かる。タケシは妹を倒し、妹とバンクロフトの犯罪の犠牲者たちを救い、ライカーのスリーヴを返し、クェルクリストが生きている希望をもって彼女を探すことにする。