1、第X次系列：（1991.4.21~1999.6.10）
（第一世代）
该系列的名称通常是以“第X次SRW”命名，最终作是F\FF，因为第X次系列离现在较远，通常被玩家称为旧系列。而主线的原创剧情是以“魔装机神”、"DC战争“和“佐维克”为主，属于第一世代作品系列，在该世代的作品由WinkySoft开发。由于游戏的侧重点在SLG方面，因此忽略了RPG因素，使得游戏上手较为困难。
自“第二次”之后，机战确定了以“S-PRG”为主的游戏类型的路线，同时也确定以“SimuDrama”为主的游戏方式，并且在之后的“第三次”到该系列最终的“FF”确立了基本的游戏系统，之后的游戏的系统均为FF的改进版。
X=1、2、3、4、s、f、ff
2、Alpha系列：（1996.12.27~2005.7.28）
（第二世代）
该系列的名称全部是以“第X次SRWALPHA”命名，其主线原创剧情是以“巴尔马战争”为主体，属于第二世代作品系列，该系列目前是机战系列剧情和参战阵营最宏大的一个系列，该系列的销量也是全系列最高。自从该系列问世以来，游戏的特色变为华丽的战斗动画，难度较第一世代的作品略有下降（各种数值以及系统的关系），而且系统和操作更趋近稳定。该系列是由BANPRESOFT开发。
x=1、2、3+第一次alpha外传
3、Z系列：(2008.9.25~)
（第三世代）
自“第二次超级机器人大战Z：破界篇”公开，Z已经成为继“第X次系列”“Alpha系列”之后的第三支柱系列。
Z系列的系统以及参战作品构成和以往很多作品之间差别较大，甚至作品间的差别都非常大，以至于原作进过大规模修改后在一定程度上难以融合（本作的原创系列发挥了很大作用，同时创造了系列最变态的原创敌人群）。
最新的续作“第二次Z”分为两部，前半部分为破界篇，后半部分为再世篇（来自破界篇通关后预告）。
本作的开发为：B.B.STUDIO（BANPRESOFT）。
4、Compact系列：（1999.4.28~2005.12.29）
该系列的主要特点正如其名--爽快简单，最早是在自家的wanderswan主机上发行，其中的第二作三部曲被合并重制在PS2主机上并命名为 IMPACT（MX基本沿用IMPACT的引擎，剧本上也仅有有少许关联，原创人物设定都有一定的继承关系，部分日站将MX排除在该系列之外，目前还有待 进一步考证中）。该系列的特色是“可选择剧本”和“同时攻击”系统。游戏是由TOSESOFT开发 。
5、掌机系列：（2001.9.21~ )
该系列是全部出在任天堂掌机上的作品，各游戏之间没有直接关系。参战作品基本是新兴的作品群，目前根据官方的定义，该系列定位在新型玩家，因此绝大多数作品都很容易上手，也使得这个系列成为开发组试探市场反应的场所，因为任天堂掌机的卡带容量和技术的限制，未能实现战斗动画语音化。游戏开发为A-I SOFT.
A、AP、MXP、R、D、J、W、K、L
6、其他、独立作品：（1991.4.21~)
无论从参战作品还是故事连贯性还是系统都是独立的，同其他系列或者作品之间并没有太多关系，最具代表性的初代机战，因游戏方式和游戏类型（SLG）和往后的机战有着很大的区别，因此常常会被拿出来当作一部独立作品对待。64和LB的基本思路和构想在之后的任天堂掌机系列中得到延伸，但是因为各种利益纠纷而使得着两作通常会被视为单独作品，以区别于其他作品（事实上64和LB的系统和其他作品没有直接关系，这也是它们被单独拿出来的原因，而且64存在复杂的版权纠纷）。
N64、MX、新机器人大战
7、SC系列：（2003.11.6~2007.11.1）
SC全称：ScrambleCommander
即时战略的机战作品，采用大量大胆的想法和全新的演绎方式，但是应为各种原因，两部作品都没能取得很好的成绩。
8、3D系列：（2004.12.14~）
采用3D中间件制作的机战系列，最初的GC效果不是很理想，原因不明，在之后复刻到X360并改称XO，该做因为X360机能较GC机能强劲，整体效果比GC好很多，但是因为X360主机在日本市场的各种遭遇导致本作的销量十分惨淡，同时XO里实现了机战的首次网络化“超级机器人对战”。在任天堂平台 Wii上发行有一部作品--NEO，在NEO中，系统和操作方法和以往的机战有很大差别，因此很多玩家表示不能接受。
9、OG系列
纯原创作品的汇集，主要包括GBA上的OG、OG2,，Ps2上的OGS、OGG，以及将在Ps3上发售的OG3
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