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。

动画《机器人少女Z》汇聚了声优本多真梨子、水濑祈、荒浪和沙、久川绫、木下由树子、东山奈央、高冈香、佐藤聪美、辻步、喜多丘千阳等声优，就目前的PV来看完全是一部披着“机器人娘”外衣的日常卖萌片！

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。