『2202』に登場する。「拡散」と「収束」が選択可能であるほか、「多重ロックオンシステム」で複数の目標を個別にロックオンして拡散ビームを各個命中させることができる。ドレッドノート級前衛航宙艦の拡散波動砲の原理解説によると、左旋波と右旋波の2つの波動エネルギーを同時に放つことで、拡散波動砲となるとされる。劇中でのアンドロメダ級の2門の波動砲は、収束波動砲時は並行に直進、拡散波動砲時はショックカノンのように捻じれながら進む描写となっている。
『2199』『2202』に登場する。「収束波動砲」の名称は『2202』以降。収束した状態でビームのように直進していく波動砲。旧作と同じく面制圧力は低めに描かれており、『2199』第18話では間にいる多数の敵艦へ直撃させずに奥のバラン星コアを狙い撃つ描写、『2202』第17話では敵艦隊の一部に風穴を空けるものの後続のワープですぐさま穴埋めされてしまうといった描写がなされている。『2202』第13話の対ゴーランド艦隊撃滅も密集隊形を取っていたためと理由付けされている。ヤマトが装備しているほか、アンドロメダ級やドレッドノート級といった拡散波動砲装備艦も、切り替えて撃てるようになっている（後述）。また、旧式艦の改装した「金剛改II型」も波動砲を装備しているが、劇中ではチャージ中に攻撃されて轟沈するなどといった「波動砲の欠点」と「装甲の弱さ」が組み合わさってしまう結果が描かれている。
基本的な演出は旧作と同じだが、その存在の是非を問う描写が入れこまれるなど、単なる強大な兵器としてだけではなく、ストーリーの根幹にかかわる演出が与えられている。『2199』第15話では、ユリーシャ（百合亜に憑依した状態）が宇宙を引き裂かれる危険性に懸念を示し、同作第19話では、ユリーシャが沖田に対して波動エネルギーの武器への転用に苦言を呈している。『2199』第24話では、波動砲を最初に作ったのがイスカンダルであること、またかつてイスカンダルはそれを使って大マゼラン銀河に大帝国を築き上げたが、これを愚行として恥じるようになり、この兵器を封印し、同じ過ちを繰り返す者が出ないようにどこにも技術供与はせず、独自に開発した地球やガミラスに対しても、波動エネルギーの兵器への転用には難色を示しているということが明かされる。そのため、同話で結ばれた「地球＝イスカンダル和親条約」に基づき、ヤマトの波動砲は封印され、砲口封印プラグ（次元波動爆縮放射器放射口封印栓）が挿入される。しかし、続編である『2202』では上記の条約が反故にされ、地球軍は「波動砲艦隊計画」に基づき、波動砲搭載艦艇を量産している。このことについてのガミラス側の苦言に対し、芹沢は「沖田とイスカンダルの間の口約束であって条約ではない」と主張している。ヤマトも波動砲を再装備させられており、第13話のゴーランド艦隊への対人使用を一区切りに波動砲問題を主要テーマの1つとして描いている。
本シリーズでは、波動エンジンの設定再構築に伴い、波動砲にも「次元波動爆縮放射機」（じげんはどうばくしゅくほうしゃき）という正式名称が設定されている。『ヤマト』から『復活篇』までの原作アニメシリーズ（以下、旧作）のようにタキオン粒子を放射するというものではなく、「波動エンジン内で発生した余剰次元を射線上に放出し、余剰次元が『我々の暮らす宇宙』を押しのけて『別の宇宙』として展開し始める際、その小さなサイズに見合わない膨大な質量によってマイクロブラックホール化し、それが放つホーキング輻射のエネルギーにより域内の敵を破壊し尽くす」という設定に変更されている。
超音速旅客機の実現に必要不可欠な要素の一つである経済性の向上を目指して、超音速機の燃費を改善する機体形状の調査のために製作された無人実験機。機体自体は動力を持たない滑空機であり、固体ロケットNAL-735を用いて打ち上げられ、マッハ2まで加速した後に高度18 kmでロケットから分離し、滑空中に飛行試験を実施、試験終了後はパラシュートが開き地上に落下する。機体設計においては主翼へのクランクドアロー翼や自然層流翼の採用、エリアルールの適用などが行われており、これらによって各種空気抵抗の低減を計っている。また、主翼は、計算流体力学（CFD）と逆問題的手法の組み合わせによる「CFD逆問題設計法」により、数学的アルゴリズムに則って最適な形状に設計された。第1回飛行試験はオーストラリアのウーメラ試験場で2002年（平成14年）7月4日に行われたが、打ち上げ直後に機体が打ち上げロケットから脱落し、試験は失敗した。脱落の原因はロケット点火時の衝撃などによってオートパイロットが変位し、オートパイロットへ供給される電源が一時的に電圧低下を起こしたことにより、オートパイロットがリセットし分離ボルトが作動したためだった。その後、第2回飛行試験は2005年（平成17年）10月10日にウーメラ試験場で行われ、予定されたデータを取得し飛行試験は成功。この試験において、コンコルドと比べて空気抵抗が13パーセント低減されたことが計測された。第2期実験機として、ジェットエンジンを搭載した発展型NEXST-2による試験も予定されていたが、2003年（平成15年）に計画が凍結されている。超音速旅客機の開発プロジェクトは静粛超音速機技術の研究開発に引き継がれ、ジェットエンジンを搭載した実験機S3TDが計画されたがこれも凍結され、無推力落下試験による低ソニックブーム設計概念実証プロジェクトに続いていく。