ヤマトの外宇宙航行機関かつメインエンジンである波動エンジンの出力を利用した艦砲。艦載砲というよりは艦自体を巨大砲身とするという砲撃システムであり、照準も艦自体の姿勢制御をもって行う。ゆえに第一艦橋にある波動砲射手席は砲（＝艦体）の軸線と一致しており、発射準備に入ると航海長から波動砲射手に操艦が移譲される（基本的には波動砲トリガーに操艦機能が備わっている描写だが、『ヤマト』における浮遊大陸のシーンのみ操縦桿がそのまま渡されたような描写になっていた）。艦首方向から眺めた波動砲の発射口の奥は、通常はレンズ絞り状のシールドで閉鎖されており、砲本体は見えない。
設定誕生の経緯.
ブルワークやフェアリーダーのある普通の船形の艦首に砲口を空けるという波動砲のデザインは、制作現場でのデザインに関する論争の中で生まれたものである。
劇中での描かれ方.
波動砲の観点からの作品評価.
原作アニメシリーズにおける設定.
威力は、『ヤマト』の時点でオーストラリア大陸と同程度の大きさの、木星の浮遊大陸を一撃で消滅させるほどの破壊力を持つ。
エネルギー充填に時間を要し、発射シークエンスの間は外部からの攻撃に対し無防備同然となる、この事から発射態勢に入った事を悟られやすく、射出スピードも高速ではないので遠距離の発射ではかわされたり対抗策を実行されるなど、行使する側にとって命中すれば強力だが弱点とリスクも少なくない。
ヤマトの技師長でのちに波動砲の改良にも取り組んだ真田志郎はこの弱点の解決を図り、デスラー砲および反射衛星砲への対抗策をイスカンダルの旅程で実装しただけでなく、拡散波動砲やパワーアップして行ったデスラー砲とは逆に波動エネルギーの効果が小規模でも迅速に発揮可能な兵器を『永遠に』までに開発した（後述）。
発射シークエンス.
『ヤマト』放映当時のアニメ作品としては緻密な発射シークエンス描写があり、軍事知識に興味を持っている層に好評を得ている。シークエンスは以下の通り。
発射にはまず波動エンジン再始動に備え、艦内の全機能の電源を切り再始動に必要な電力を貯蓄する。