超级机器人大战（日语：スーパーロボット大戦；英语：Super Robot Wars或是Super Robot Taisen（北美），简称：机战、机器人大战或SRW）是日本万代的子公司万普（Banpresto）公司出品的一个多平台的电子／电视回合制战棋类游戏系列。本系列最大的魅力就是集中了许多已经很受欢迎的机器人动画作品中的人物和机器人，使用原作的配音演员进行配音，并且将原作情节集成到游戏主线故事中，可以满足机器人爱好者重现机器人动画著名场面的思念。同时，简单的操作功能表允许游戏玩家在不认识日文的情况下只需要使用方向键和确定/取消键进行游戏。从一、二代开始，几乎每款电玩主机上都有几部作品，是个长寿且热门的游戏系列，延伸的漫画同人志也不少。
超级机器人大战是集合了以《魔神Z》・《机动战士高达》为首的各款机器人动画中的机器人和角色的跨界作品。游戏主要描写由玩家操作的机器人部队与外星人或反体制组织战斗并取回地球圈的和平的经过。由于游戏过程包含了原作及原创的故事，故可被视为二次创作。但与一般同人作品不同的是，机战系列是得到著作权者的版权认可，亦因此在商业上取得成功。游戏类型虽然为战略RPG，但为了不会因难易度对原作形象造成负面影响，所以比起游戏性，机战系列更重视“梦的共演”这一特征，因此初期作品的包装上会印有“Simulation Drama Series”（シミュラマシリーズ）的字样（意思为包含了RPG游戏的戏剧性的战略游戏）。
当时的万普初代社长杉浦幸昌透过在Popy和万代工作时的人脉，成功在1990年开发日本游戏业界首款跨界作品Compati Hero系列，并在1991年发售作为Compati Hero系列衍生作品、以及系列第1作的《超级机器人大战》。之后，机战系列脱离Compati Hero系列并不断发表新系列作。截至2011年，机战系列累计出货量突破1470万本（共计52部作品）。
当初系列主要由Winkysoft制作，但Winkysoft在1999年发售的《超级机器人大战COMPLETE BOX》的开发最后阶段解除了跟万普的制作关系。在Winkysoft脱离后则由万普的子公司バンプレソフト（Banpresoft）的SR（Super Robot）开发组担任制作，并由寺田贵信担当制作人。2008年开始，由于万代南梦宫伙伴重新组合公司的游戏部门，因此发售公司由万普转为万代南梦宫游戏。
由于本系列颇受欢迎，一些在系列作品中登场的机器人甚至能重新获得相当高的人气（1997年的《超级机器人大战F》发售时，已停卖的《传说巨神伊迪安》的模型再次发售）。对此制作人寺田贵信指出“把在游戏中得到的人气还给原作是机战的职责”。
当初系列的开发都是外判，由Winkysoft担当主要开发工作。2000年以后的作品则由子公司的B.B.Soft（主要担当家用机作品的开发）和エーアイ（主要担当任天堂掌机作品的开发）负责。
开发组的人数为1组约40人，程序员5人、编剧3〜4人、原画担当则有10人。开发一部作品的所需时间方面，家用机作品需时2〜3年、掌机则需时1〜1年半左右，而且开发线长期维持在同时开发4部作品的状态。
机战是一款沿着故事展开而在指定的地图上派遣自军机体出击，并透过指令机体以歼灭敌人为目的的战略RPG游戏。游戏要求玩家活用机体性能与特性，并运用“精神指令”等系统进行攻略。
由于机战系列是以战争为题材的游戏，因此登场作品一般会被记述为参战作品。在系列初期作品中，大部分参战作品都是动画播放时由万代作为玩具赞助商的动画作品，这是因为当时参战机战的第一基准就是万代南梦宫要持有该动画的商品化权。当然一般被选择参战的作品都是知名度较高的，但在开发成本较低的掌机上，则能选择比家用机参战作品知名度较低的作品参战。在最近，甚至有机器人作品的作者在原作官方网站中提出希望参战。
在系列初期，选择参战作品时曾经有过“因为制作人员喜欢这作品”而采用的情况。这种根据开发者爱好以选择参战作品的情况（但最近已没有这种问题）导致不少刚播映完毕的作品能立即登场机战。在1995年的《第2次超级机器人大战G》中，当时刚播映完毕的《机动武斗传G高达》亦有份参战，使不少对旧作品没有认知的年青玩家更能接受，因此以后机战就采用了更多新作品，取代一些年代久远的作品。
《魔神Z》・《机动战士高达》・《盖塔机器人》这三部作品基本上被定为机战系列的主人公，几乎所有作品都会一起登场。除了以上3部作品，机战的故事舞台则主要采用其他以现代至近未来的地球圏以及太阳系为舞台的作品。在设定上和现实世界的时间轴及空间轴没有连繋的作品则很少被采用，即使被采用时也会被安排以异世界作为故事舞台作为折衷办法。而不完全属于机器人动画的作品、或虽然是机器人动画但却侧重于体育的作品、或只在漫画和游戏登场的作品也会被采用。但另一方面，特撮作品则以“特撮与动画的世界观很难配合”为理由而不被采用。
具体的登场作品请参照超级机器人大战系列参战作品列表。
作为本作其中一个最突出的部分，机器人大战的战斗动画融合了原作主题曲或战斗音乐的BGM、驾驶员的台词，以及忠实地根据原作机器人的动作而再现的攻击动画。此外亦采用了跟原作一样的声优，也会把驾驶员的画像切入战斗动画中。而随着主机硬件不断更新，机战的战斗动画也不断进化，变得跟原作动画愈来愈贴近。特别在2000年发售的《超级机器人大战α》中开始采用的“Full Animation”更得到相当高的评价，当新作的店头宣传影像公开时更会吸引大群公众停步观看。另一方面，由于战斗动画的复雑化，游玩时间亦因此被拖长。有见及此，在《超级机器人大战α》开始，玩家可以在战斗开始前选择是否观看战斗动画，或在战斗动画中按“o”掣以高速观看，减少游玩时间的长度。到了近代，游戏中更加入了一些仅在设定中存在、原作中并未实现的战斗动画。
在战斗动画中的机器人都是以SD比例显示，不过在CG影像和使用必杀武器则会切入真实比例的机器人影像，但在《超级机器人大战Z》以前的机战作品中，跟创通有关的的机器人很少有真实比例的战斗动画。而在《超级机器人大战Z》开始，除了高达以外的创通作品也加入了真实比例的动画。《第2次超级机器人大战Z 破界篇》开始高达系列也加入了真实比例的战斗镜像。
在系列初期的高达是有眼睛的，但在2000年开始，所有机战作品中的高达也配合《SD高达G世代》而取消了眼睛的设定。
这种源自于Compati Hero系列的机器人表现方法其实是为了减少因为各作品的机器人之间的大小差异造成的不适感而采用的折衷办法，更重要的是这也是要获得版权许可的条件之一。虽然最初有玩家意见反映不习惯SD比例，但在采用真实比例的《超级机器人大战Scramble Commander》的玩家调查中却出现“看不习惯真实比例”的意见，因此近代的机战基本上都以SD比例显示，逐渐形成了“机战＝SD”的形象。
1996年的《第4次超级机器人大战S》开始，光盘制的作品都会为角色加入配音。《第4次超级机器人大战S》时只以实验性质为主角级的我方角色加入配音，而在同年发售的《新超级机器人大战》中则为所有角色都加入配音。
除非担当的声优已退休或逝世，否则都会尽可能采用跟原作相同的声优。即使因为出现上述情况而导致无法收录新台词时，也不会起用新声优作代替，而是采用以前收录的台词。更有一些已引退或退休的声优因为本作而重新返回声优界。甚至因为希望忠实于原作，而花费半年寻找引退后消息不明、声演《圣战士丹拜因》陶德·基尼斯的逢坂秀实为角色配音。但是在2005年的访问中，制作人寺田贵信已表明“现在不会那么拘泥于原作声优”。
由于游戏的性质关系，参演机战系列的声优数众多，当中更有一些声优公开表明自己是机战迷。特别是绿川光更身兼本作的监修人（Supervisor）、公式博客的第三执笔人、音响监督等职务。另外，稻田彻、置鲇龙太郎、杉田智和、铃村健一、桧山修之、渡边明乃、中村悠一、伊藤静、池泽春菜等声优都是重度的机战迷。
一些作品上或系列上有关连的角色在战斗时会有特殊台词出现。例如高达系列角色之间或原动力公司关连作品的角色之间会有较多的特殊交流、敌对角色与高达战斗时也会有特别的反应。这种类型的演出在1997年的《超级机器人大战F》中尝试加入，并在2000年的《超级机器人大战α》中正或采用，使战斗动画更贴近原作的气氛。
另外，即使是原作中没有关连的角色之间也会有特殊交流，特别是主角级角色间在战斗中会互相呼叫名字，而相同声优声演的角色间也会出现特殊台词。此外，《第3次超级机器人大战α 终焉之银河》的最终首领、由水木一郎声演的“ケイサル・エフェス”在面对由水木演唱主题曲的作品如《魔神Z》《大魔神》《钢铁杰克》《超电磁侠 孔巴特拉V》等的角色时，会从该作品的主题歌或片尾曲中抽取歌词作为ケイサル的台词。
登场的机器人被分为三种：超级机器人（超级系）・真实机器人（真实系）。虽然这种定义只是观念上而非科学的，但因为这种概念较易使人明白故大众普遍接受这种分类办法。而其他娱乐作品中称呼登场的机器人为超级系或真实系，其实也是源自于机战。传统上，超级系的代表一般是由魔神Z与盖塔机器人为首的，以主角单人对抗邪恶组织的作品；真实系的代表则是高达与Macross等，主角作为某个势力的一员，在诸多大势力的战斗夹缝中探寻生命意义的作品。
一般来说，超级系的攻击力、装甲值和HP比较高，而运动性及移动力不足，武器多为近身或近距离攻击，且消耗较多的EN（机体的能量简称），真实系则反之。超级系擅长移动之后的近身攻击，而真实系擅长远程攻击，同时对应的机师在格斗和射击的能力上也有明显不同；但是也有些机体属于例外，例如《战国魔神豪将军》擅长远程攻击，而《机动武斗传G高达》虽然冠有高达之名，其系列的机体及其机师却都擅长格斗攻击。另一方面，近年例如《机兽创世纪》、《疾风战士》等非人型机兽、非战斗用机器人的加入，亦令机战角色成分更多样化。原创系的一些机体，例如魔装机神，则没有明显的长处和缺陷，无法归入任何一系。至于工兵机器人或战机(以下简称为工兵机)，通常是各作品内的配角，且不擅长战斗，但工兵机通常有能恊助玩家机体的特殊功能，减轻消耗，例如修理装置及补给装置等。
作为游戏中玩家的化身与故事的推动者，在大多数作品中，玩家亦可以选择主角所搭乘的机体是“超级系”或是“真实系”。主角所经历的故事则会偏向与所选择的类型中的故事中的人物进行交流。在某些作品中无论作何选择主角都是由同一人物担当，另一些作品中主角的人选会由于这种选择而产生变化。在后者的情况下，不同角色所经历的故事大多会被视为“平行世界”。另外一些续作中，也存在将所有前作主角人物的故事进行合理化编排后假定其同时发生的情况存在。
随着近年动画的发展，以及超级机器人大战系列越来越多的从“注重剧情的战略游戏”朝着“以战略方式进行的RPG”发生的演变，超级系与真实系之间的定义愈发模糊。制作人与玩家也慢慢不再将每种作品归入“超级”或“真实”系统。相应的，新作中的主角一般也不再被如此分类，虽然系列的玩家们依然习惯以“超级系”或“真实系”来形容各个机体能力的倾向性。
根据各人喜好和战略、战术上选择的差异，在玩家的游戏流程中机体的选择经常会有所不同。
登场的机体・角色的能力值虽然也会跟原著作出设定，但更多时候是在各作品间进行平衡度的调整。例如，《魔神Z》在原作其实也能作出十分灵活的动作，但由于高达的运动性比魔神Z更高，导致它在本系列被设定成运动性低而防御力高的机体。另一例子则是《新机动战记高达W》在原作中其实几乎是刀枪不入从未被打伤过的，但为了平衡性，在游戏中也被设置成了防御不高的机体。
另外作为战略和RPG游戏的普遍倾向，超级机器人大战中的敌方普遍拥有远强于我方的防御力和命中率，但攻击力和回避率则一般远不及我方（对于剧情中会在敌我双方往返的人物亦是如此）。这同样是为了游戏平衡性而进行的调整。
超级机器人大战系列第2作《第2次超级机器人大战》开始，不断有超级机器人大战系列原创的角色与机体登场。他们被设定为故事的主角，并活用不同作品之间的关系性与原作角色进行交流。而不少最终首领都是原创角色。OG系列便是由本系列或关连作品中登场的原创角色与机体构成。
这些原创角色与机体在1995年的《第4次超级机器人大战》开始几乎都被称为“Banpresto Original”（バンプレストオリジナル），但在2008年Banpresto的游戏事业部门与万代南梦宫游戏并合后，官方情报便很少用到“Banpresto Original”这名词。
作为其中一个吸引玩家的元素，有不少在原作中死亡的角色可以透过达成特定条件而生存下来，而拯救在原作死亡的角色也成为机战的其中一个主题。另外，原作中出现主人公死亡或世界被毁灭等悲剧的作品，在本作也会被安排不同的结局，较少完全采用这种悲惨的结局。
一些玩家可能因为喜爱游戏中的某个作品而玩这个游戏，然后对游戏中的其他作品有更多了解。这扩大了一些动漫作品的影响力。同时，游戏也原创了一些机体，并且反过来影响动漫作品。例如，Banpresto公司在得到原作者的协助下创作出取代魔神Z和盖塔机器人的魔神皇帝（マジンカイザー）和真盖塔机器人（真ゲッターロボ）。因为魔神皇帝在《超级机器人大战F完结篇》中首次出现且十分受欢迎，因此也制作了相关的OVA作品魔神皇帝和魔神皇帝 死斗！暗黑大将军，而在《第4次超级机器人大战》首次登场的真盖塔机器人也得到颇高的人气，因此也制作了OVA作品《真盖塔机器人 世界最后之日》与《真盖塔机器人对NEO盖塔机器人》等。当中的杰克·乔治（ジャック・キング）更使用了游戏原创的设定。另外，亦有一些在原作设定不存在，但专为本作设计的机体存在。
虽然各作品的背景和设定大部分都根据原作，但为了达致统一感，一部分的组织和年表、规模感等会作出变更。以下是系列中常见的世界观。
超级机器人大战的世界设定是：由某人意图地从各原作世界中抽出特定的角色并把他们归纳于一个世界。虽然角色们从他们原本存在的世界（原作世界）被转移至机器人大战的世界，但他们都不会察觉。。另外，虽然DC战争系列、α系列、Z系列、OG系列等，以至其他单独发售的机战作品都是在故事上没有关连的独立作品，但其实它们相互是平行世界的关系。而在第二次超级机器人大战OG的最后，则更是明确指出了超级机器人大战alpha系列是在其“若干个轮回之前发生的故事”。
而这样的平行世界之所以存在，是因为DC战争系列和Z系列的“特异点”，α系列的“Cross Gate Paradigm System（クロスゲート・パラダイム・システム）”，所导致的。当这些存在消失时，各角色就会从机器人大战的世界返回他们原本存在的世界。有些作品中他们会会失去在机器人大战世界时的记忆（如《超级英雄作战》），而另外一些时候他们只是告别，甚至在之后的作品中还可以再次回到其他伙伴所在的世界（如Z系列）。在某些作品的故事过程中，主角们甚至可以穿越到不同的平行世界去。
魔装机神是Banpresto公司在其发行的游戏超级机器人大战中加入的原创作品，最初由WinkySoft公司开发，从《第2次超级机器人大战》开始加入游戏，其后在超级机器人大战系列游戏中频繁出场，并且最终和Banpresto公司的其他原创作品整合到《超级机器人大战原创世纪》。Banpresto公司也在超级任天堂上发售游戏《超级机器人大战外传 魔装机神》，于PS推出《真·魔装机神》，并推出动画。在WinkySoft和Banpresto的合作终止后，魔装机神逐渐淡出游戏，最近一次全员出场是在PS上的α外传，了断跟白河愁的恩怨后结束。直到PS2上的《超级机器人大战OG外传》才再次单独出场。2010年，魔装机神以《超级机器人大战OG SAGA 魔装机神》之名在NDS上以战斗画面大幅提升的重制版形式复刻。
Banpresto一直于机战中加入原创作品，而原创作品的世界观也不断得到补充。最后，Banpresto推出了原创世纪系列，即Original Generation，简称OG。目前已推出的五个系列作，动画除了3集OVA外，亦分别于2006年及2010年制作了2套电视动画。
透过广告、活动等进行促销活动的女性艺人。加藤夏希更直接向制作组表达希望参战的意愿，结果成功以声优身份参演《第3次超级机器人大战α 终焉之银河》。
为了补足制作人寺田贵信更新官方博客的频度不足，而在2006年被选为公式博客执笔人的2位女性声优。也是“スパロボOGネットラジオ うますぎWAVE”的主持人。当初两人都对超级机器人大战一无所知，但现在已经成为各种机战活动的参演常客，甚至在《超级机器人大战Z》和《第2次超级机器人大战OG》声演原创角色（相泽舞：《Z》メール・ビーター、《OG》泽阿月（アヅキ・サワ）／齐藤梨绘：《Z》ツィーネ・エスピオ、《OG》ミラ・ライオネス）。T.B.R.的全写是“Terada Blog Resque”（テラダ・ブログ・レスキュー）。
不定期进行的感谢活动。举办时期没有特别规定，通常在新作发售前举办。
由于版权作品的版权持有者把海外版权给了其他公司，故以往只有原创作品才能在海外发售。。当中2部是Game Boy Advance、1部是任天堂DS。3部都是在北美发售（发行商是アトラス）。至2016年《超级机器人大战OG THE MOON DWELLERS》开始推出亚洲向版本，包括了中、英、韩三种语言。而2017年更推出第一部亚洲向版本的版权作品机战《超级机器人大战V》。