前作「第3次スーパーロボット大戦Z 時獄篇」の参戦作品にスーパーロボット大戦シリーズ初登場の
「トップをねらえ2!」、「ヱヴァンゲリヲン新劇場版:Q」、「翠星のガルガンティア」、
「装甲騎兵ボトムズ 幻影篇」などが加わっています。また、「無敵鋼人ダイターン3」や「創聖のアクエリオン」など、「第3次スーパーロボット大戦Z」初登場作品を合わせると前作から10作品以上増え、ボリュームはシリーズ最大級となっています。
様々なロボットの戦闘シーンを、ハード性能を駆使した高解像度グラフィックで描きます。
「第3次スーパーロボット大戦Z」は2部作であり、その第2部に当たるのが今回の「天獄篇」です。
今作にて、「スーパーロボット大戦Z」シリーズが完結します。