空にそびえる「鉄の城」の異名を持つ元祖スーパーロボット。

ホバーパイルダー、もしくはジェットパイルダーという小型戦闘機が頭部に合体（パイルダーオン）しコクピットとなる事で起動する。

Dr.ヘルのもたらす脅威をいち早く察知していた兜十蔵博士が、対抗手段として秘密裏に開発した「神にも悪魔にもなれる」ロボット。

超合金Zのボディは無敵の防御力を持ち、光子力エネルギーを利用したビーム兵器や無限の装弾数を誇るミサイル等、全身を武器で固めている。装備は武器に留まらず、口からは消火液、指先からは電磁波の放出、アンチウェーブバリアで超音波攻撃を防ぐ事も可能。機動性にも優れている。その戦闘能力はアメリカ海軍第7艦隊に匹敵するとされる。

元来、陸戦を主体にしたコンセプトで設計されている為、当初は飛行能力はもとより水中航行能力も備えておらず（永井豪氏の原作漫画版では水中ロケットのみ開発段階から実装済み）、飛行型および水中型機械獣の前に劣勢を強いられるケースが多かったが、後にゴードン博士の協力を得て、足裏に水中航行用の光子力ロケットを装備。更に時を置いて、スミス博士との共同開発によるジェットスクランダーで飛行能力を得て、マジンガーZは陸・海・空とフィールドを選ぶ事無く戦闘を展開する事が可能となった。

TV版最終回でミケーネ帝国の戦闘獣によりボロボロに破壊されるが、その後装甲を超合金ニューZに換装し、新型の光子力エンジンを搭載したことでグレートマジンガーに匹敵する（剣鉄也の精神状態もあり、映像を見る限り旧式のこちらが遥かに強いように見える）性能が与えられた。

『INFINITY』ではマジンガーミュージアムに展示されており、INFINITYのブレストインフェルノで市街地ごと溶かされてしまったかに思われた。しかし実は展示されていたのは予備装甲で造られたレプリカで、本物は旧光子力研究所地下に運び込まれており、再び甲児が乗り込んでDr.ヘル一派との決戦に臨む。