人とロボットが共存する未来都市ネオトピアを舞台に、別の次元からやってきた「ダークアクシズ」と戦う「ガンダムフォース」の活躍とシュウト少年との交流を描く。やがて、「ダークアクシズ」の脅威にさらされる別の次元『異次元世界（ソラ・ディオラーマ）』にある二つの国、騎士ガンダム（ナイトガンダム）の国「ラクロア」と武者頑駄無（むしゃガンダム）の国「天宮（あーく）」へと戦いの舞台は移っていく。
本作品は、ジュネラルの正体・残りの五聖剣の行方・ソウルドライブの出所・敵役の生死不明者の謎・英知の園の巨人の足跡・ダークアクシズ要塞の行方など、謎のキーワードや伏線が残されたまま終了している。これらは、監督の阿部自身が『第二部・次元パトロール編』という続編を想定した伏線として残したことを、雑誌やトークショーなどで明かしている。この構想は、ダークアクシズが次元を跨いだ侵略行為を行ったことから起こった次元の歪み（アベ曰く『次元骨折』）を正しに行くというストーリーである。現在はシュウト達が次元を行き来しているため次元は無事だが、生き残っているダークアクシズ要塞を放っておくと、ラクロアと天宮（ソラディオラーマ）が消滅してしまう。そのため、次元パトロールや大将軍、スペリオルドラゴンらは、それらの歪みを修復するために奔走するという展開である。ダークアクシズとの完全決着・シュウトとリリ、セーラの三角関係・敵に捕らえられ敵として現れるセーラなど、構想もいくつか練られている。DVD-BOX特典『ザコザコアワーSpecial Edition』にて構想の一部が映像化されている。
当初はシリアスなストーリーではなく、派遣会社のベビーシッターとなったキャプテンガンダムが、毎回ザコソルジャー達の盗んだものを取り返すという温和なストーリーだった。しかし、アメリカからベビーシッターの設定にクレームがつき、現在の形となる。世界設定としては、従来のSDガンダムを踏襲している。また、旧作に登場した「スペリオルドラゴン」や「頑駄無結晶」などの、過去の作品における重要な要素も一部設定を変えて使われている。反面、種族自体の設定には「ガンダムが喋ると口が点滅する」「騎士ガンダムの特異な生誕方法」「頑玉（武者頑駄無の生命）」等、独自の設定も多く含まれる。また、異文化に対するカルチャーショックを描いたシーンが多い。設定に時間や空間の要素を取り込んでいるため、明示的にコメントはされていないが、作品の設定構造は複雑に練られており、タイムパラドックスにも触れている。子ども向け作品ながら、SF作品ということを考慮しており、プロデューサーの堀口は「ハードSF」と称している。SDガンダムで行われていたパロディも、違った形で多く採用されており、一部のシーンはそれぞれの出展作品にちなんでいるものだけではなく、あらゆるガンダム作品から引用されたものも存在する。その一例として脚本家の竹田はコマンダーサザビー／ザコレッドの台詞を書く際、「シャアの台詞を書くのは楽しかった」と思い出を話している。本作は、今までにない新しい製作体制で行われていたため、最初のうちはスタッフも手探り状態であった。また、キャプテンガンダムのマスクの下に口があるということにも意見が多い。本作では監督に『GUNDAM THE RIDE』で縁があり、CGやVFXなどの分野に詳しい実写映画監督の阿部雄一（現アベユーイチ）を投入し、副監督として数多くのアニメ作品において監督や演出を務めた経験を持つ近藤信宏が起用された。副監督という役職を設けた理由は、実写とアニメ両方の面の要素を取り入れるためで、それぞれに明るい人物を配して新しいCGアニメーションを作るという意図を持った布陣であった。
かつての東京都内の国道16号は、大部分が歩道も十分にない2車線の道路であったが、1972年より始まった「八王子〜瑞穂拡幅事業」により順次多車線化（4 - 6車線）されていった。西多摩郡瑞穂町内では市街地を通ることから郊外を迂回するバイパスを建設することになり、1989年3月に横田基地横のむさし野三丁目交差点（現名）から箱根ヶ崎西交差点（東京都道5号新宿青梅線・青梅街道との交点）までが開通した。さらに1994年11月には、狭山平交差点まで開通し全通した。同時に、二本木交差点までも4車線化された。JR八高線と2カ所で交差するため、箱根ヶ崎駅南側は瑞穂南立体としてアンダーパスに、岩蔵街道北東側はオーバーパスになっている。これにより、福生市の武蔵野橋北交差点から埼玉県入間市の河原町交差点まで4車線化された。その後、青梅街道と交差する箱根ヶ崎西交差点付近で混雑するようになったため、立体交差化（瑞穂中央立体）事業が進められた。2006年7月1日より、アンダーパスの変則的供用が開始され、2007年3月16日午前5時をもって、外回り・内回り計4車線の完全供用が開始された。この後、側道の整備が行われ、2008年2月9日に事業が完成し、「瑞穂中央立体完成イベント」が行われた。また、高根新田交差点付近にはショッピングモール「ザ・モールみずほ16」があり、特に休日はよく混雑する。この道路の開通に伴い、それまで国道16号として使われてきた経路（石畑北交差点〜箱根ヶ崎交差点〜狭山平交差点）は東京都道166号瑞穂あきる野八王子線となった。だが、新青梅街道の西東京市方面から国道16号に入る場合、または国道16号から西東京市方面に向かう場合は、旧道を経由した方が短く、現在でも旧道を走るトラックが多い。なお、瑞穂南立体から瑞穂中央立体までの西側は、住宅地への騒音防止のため、土手造成のうえ更に上部に遮音壁が設置されている。またこのバイパスの舗装は、大部分がコンクリート舗装である。規制最高速度は法定最高速度のため、速度規制標識・標示はない。