《超級機器人大戰 XO》是以 2004 年 12 月所推出的 NGC 版《超級機器人大戰 GC》為基礎所移植，承襲原作的故事劇情、系統與登場作品，並針對 Xbox 360 加以強化改良，加入眾多新要素。

　　遊戲承襲 NGC 版原作的內容，將收錄 19 部登場作品，採用 2D 繪圖呈現戰場地圖，3D 繪圖呈現戰鬥畫面，並具備部位破壞系統、機體大小補正系統、敵方機體捕捉系統...等設計，登場作品如下：

˙機動戰士鋼彈
˙機動戰士Ｚ鋼彈
˙機動戰士ＺＺ鋼彈
˙機動戰士鋼彈 0080
˙機動戰士鋼彈 08 MS 小隊
˙機動戰士鋼彈逆襲的夏亞
 ˙超獸機神斷空我
˙銀河旋風無賴我
˙銀河烈風幕臣我
˙銀河疾風流離我
˙絕對無敵雷神王
˙最強機器人大王者 ˙重戰機 L-GAIM
˙蒼藍流星 SPT LAYZNER
˙機甲戰記龍騎兵
˙真趙S對新趙S（OVA）
˙無敵機器人 TRYDER-G7
˙未來機器人 DALTANIOUS
˙魔神皇帝（OVA）

　　在戰鬥的演出方面，除了全面提升為 720p 高解析度之外，同時也提昇了機器人機體的細緻度以及各種攻防特效的表現，並加入駕駛員的大尺寸特寫畫面，以及顯示援護攻擊機體的子視窗畫面，提供更具魄力與臨場感的演出效果。之外並將支援 Xbox Live 連線對戰，以及新的機體、劇情與事件。