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システムにリアルタイムストラテジーを採用し、ロボットがリアルサイズの3Dで描かれている従来のスパロボとは全く異なるシリーズ。連番にはなっているが、シナリオに繋がりは無く、全て独立した作品となっている。開発はベックおよびエヌケーシステム。
スーパーロボット大戦Scramble Commander（PS2、2003年11月6日）
スーパーロボット大戦Scramble Commander the 2nd（PS2、2007年11月1日）
その他単独作品
スーパーロボット大戦（GB、1991年4月20日） - スーパーロボット大戦シリーズ第1作。開発は旧シリーズを製作したウィンキーソフト。
新スーパーロボット大戦（PS、1996年12月27日） - 戦闘アニメが初めてフルボイス化され、ロボットがリアル等身で描かれた作品。開発は旧シリーズを製作したウィンキーソフト。
新スーパーロボット大戦スペシャルディスク（PS、1997年3月28日） - 『新』のファンディスク。
スーパーロボット大戦64（1999年10月29日、N64） - 開発は招布。
スーパーロボット大戦リンクバトラー（GBC、1999年10月1日） - 『64』の未来を舞台とした作品で、様々なリンクが可能。
スーパーロボット大戦MX（PS2、2004年5月27日） - 『COMPACT』シリーズと様々な共通点がある。
スーパーロボット大戦MX ポータブル（PSP、2005年12月29日） - 『MX』の移植+α。
スーパーロボット大戦GC（GC、2004年12月16日） - 開発は任天堂携帯機シリーズを製作したエーアイ。
スーパーロボット大戦XO（XB360、2006年11月30日） - 『GC』の移植+α。
スーパーロボット大戦Z（PS2、2008年9月25日）
スーパーロボット大戦Zスペシャルディスク（PS2、2009年3月5日発売予定） - 『Z』のファンディスク。
スーパーロボット大戦 スクランブルギャザー （トレーディングカードゲーム、1996～2001年） - テレビゲームでは無く、スーパーロボット大戦を題材にしたトレーディングカードゲーム。発売元はバンダイ。
シリーズの特徴
戦闘シーン
本シリーズの大きな見所のひとつである「戦闘シーン」では、アニメ主題歌などのBGMとパイロットの台詞と共に、原作を再現した攻撃アニメーションで、自軍機と敵軍機による戦闘が表現される。演出は「原作と同じ声優による声が入れられる」「パイロットのグラフィックがカットインで挿入される」「ロボットの挙動が複雑化する」など、新しいハードに移行するにつれ進化している。しかしプラットフォームをPS2に移してからは演出面で劇的に進歩している。戦闘シーンの複雑化によりプレイ時間が長くなったため、最近では戦闘の発生する前にアニメーションを表示しない簡易戦闘を選択したり、一度始まった戦闘シーンのスキップや早送りができるようになっている。
特に「α」以降の派手な戦闘アニメーションに対する評価は高く、新作の店頭デモが公開されると人だかりが出来ることがある[11]。また、戦闘アニメーション部分のみを真似たパロディ作品やMADムービーなども制作されている[12]。
戦闘中の掛け合い
パイロットの戦闘シーンでの台詞は、当初は決められた台詞がランダムで挿入されていたが、『スーパーロボット大戦F』以降の作品では、作品やシリーズに沿ったキャラクター同士の場合それに応じた台詞が挿入されることがある。なお、作品によっては幾つか例外もあり、例えばガンダムシリーズのキャラ同士の戦闘の場合、敵味方を問わずガンダムタイプ専用の台詞が挿入されることがある。マジンガーシリーズ、ゲッターロボ、鋼鉄ジーグといった、ダイナミックプロ関係の作品同士の組み合わせでも作品の枠を超えた台詞が挿入される。ヒイロ・ユイは、声優の趣味で作品によってはシリーズを問わずガンダムの機体や、敵キャラクターの名前を言うことがある。また、鋼鉄ジーグも声優の関係でガンダムやシャア・アズナブルに強く反応するなど、声優に関係した台詞も徐々に増えつつある。『スーパーロボット大戦α外伝』ではガンダムシリーズ以外の登場作品のキャラクターがティターンズと喋ったりした事もあった。
世界観
各作品の背景や設定などは大半が原作を踏襲しているが、統一感を持たせる為に一部組織や年表、スケール感などに関しては変更や擦寄せが行われてるケースが見られる。以下はシリーズを通して見られる世界観の例である。
宇宙コロニーへの移民が行われている。
宇宙移民と地球を統合する国家が対立している。
日本にスーパーロボットの研究所が集中している。
様々な異星人や先住種族からの侵略にさらされている。
一般人の文化レベルは現代とさほどかわらない。
パラレルワールド
旧シリーズや『α』シリーズ、『OG』シリーズ、『スーパーロボット大戦COMPACT2』3部作以外の各作品は作品間で物語が繋がっていないが、パラレルワールドの関係にあるとされている[6]。『第3次スーパーロボット大戦α 終焉の銀河へ』では『スーパーロボット大戦MX』（のパラレルワールド）が崩壊後、『α』シリーズの世界が誕生した事が作中で示唆されている。その他『ヒーロー戦記 プロジェクト オリュンポス』と『スーパーヒーロー作戦』も本シリーズとパラレルワールドである事が示唆されている。『スーパーロボット大戦Z』では今まで匂わせるに留まった平行世界観を前面に押し出されたシナリオが展開された。
このようにスパロボの世界設定の根本的な部分に、パラレルワールドの存在があることを寺田プロデューサーが明かしている[6]。
ャラクターの扱い
スーパーデフォルメ（SD）
本シリーズに登場するロボットは新やスクランブルコマンダーシリーズを例外として基本的にSDサイズで描かれており、CGムービーや必殺武器などを使用する際のカットイン演出時にのみリアルサイズで描かれる演出がなされている[13]。これは、ロボットの大きさや表現の異なる各原作を登場させる際に違和感を軽減させるための措置であり[14]、源流となったコンパチヒーローシリーズから受け継がれた手法である。
スーパーロボット・リアルロボット
登場するロボットはスーパーロボット（スーパー系）[15]・リアルロボット（リアル系）の2種に分類されており、定義は観念的なものだが概念としてわかりやすいため、以後多くの業界やファンにも受け入れられている。他の娯楽作品でロボットが登場する場合、スーパー系またはリアル系と呼称することがあるのはここに由来する[5]。
原作とは異なる結末
本シリーズでは、原作では死亡する事で登場しなくなるキャラクターが最後まで登場することがあり（『機動戦艦ナデシコ』のダイゴウジ・ガイなど）、「原作で救えなかった者を救う」という事がテーマの1つとなっている[9]。逆に、原作では生存しているのに本シリーズでは死んでしまうパターン（主な例は『闘将ダイモス』の三輪長官、『機動戦士Zガンダム』のヤザン・ゲーブル、『機動戦士Vガンダム』のカテジナ・ルース、『機動新世紀ガンダムX』のフロスト兄弟など）も稀ながら存在している。
シリーズ独自の設定
キャラクターの中には原作には無い設定が付け加えられているものもあり、特に顕著な例として『無敵鋼人ダイターン3』の破嵐万丈（破嵐財閥の当主）・『機動戦士ガンダム0080 ポケットの中の戦争』のバーナード・ワイズマン（ザクへのこだわり）・『ゲッターロボ』のジャック・キング（性格、口調が全く異なる）が上げられる。現在では原作を尊重し、このようなオリジナルの設定が付け加えられることは少ない。
また原作者の協力を得た上で本シリーズ用にゲッターロボやマジンガーZに変わる新たな機体として、マジンカイザーや真ゲッターロボなどが登場している。これらはオリジナルストーリーでOVA化され、その際には上記のジャック・キングの設定がそのまま採用されるなどもしている。
オリジナルキャラクター
一部の例外を除き、『第2次スーパーロボット大戦』以後の作品には、バンプレストオリジナルと呼ばれるキャラクターやロボットが登場し、更に『第4次スーパーロボット大戦』以後の作品には、ゲームオリジナルの主人公キャラが登場する。これらはプレイヤーの分身として扱われたり、異なる作品間に関係性を持たせる要素となることが多く、最終ボスに関してもオリジナルキャラクターである事が多い。