动画改编自永井豪原作的机器人作品，《魔神Z》作为开创现今日本动画史上搭乘式巨大机器人类型作品的始祖，对于后来所繁衍出的各式各样变化题材分流作品的影响极其深远。 机器人少女Z全集动画发生在未来，“Z组合”平时在东京练马区大泉学园光子力町进行新型能源“光子能源”的宣传活动，偶尔将前来搞破坏的地下帝国的尖兵揍飞。动画片机器人少女Z是日常搞笑与暴力相结合的动画。 根据介绍，这次的「机器人少女」企划是东映动画公司在2009年时的一项企划，本次则是把位于“机器人动画金字塔顶端”的“魔神系列三部曲”「魔神Z」、「大魔神 GREAT MAZINGER」、「UFO魔神古兰戴萨」中的机体进行美少女化，并组成最强最凶猛的「机器人少女Z」简称“Z组合”。动画预定一集10分钟，将以练马的商店街为舞台展开全新的原创故事。
