首都である大母星の政治形態は、女王プロメシュームが君主にして独裁者であることから、君主制による独裁体制が敷かれている。また、メーテルにより多くの少年が連れて来られ、機械帝国を支える部品（漫画、映画1作目）や機械化人の兵士（TV版）にさせられており、拉致国家の側面も持つ。市民は裕福であり機械の体を得ていることや、エネルギー（食料）が常に大母星から供給されているために飢える心配などがなく、自殺や他殺などで死なない限りは死と無縁の生活を送っている。ただし、プロメシュームの方針や思想にそぐわない行動をとる者に対しては将校のような服装をした機械化人がその身柄を拘束し、場合によっては処刑されるなど、徹底した管理と統制が行われておりディストピア的な社会である。TV版で鉄郎は機械の体を拒否しただけで身柄を拘束され、処刑されそうになっている。属国である各惑星を治める機械化人の支配者に対して本国である大母星から「お目付け役」を派遣している描写は特に見られず、惑星の統治に関しては支配者の裁量に任せているようだ。そのため、「強制的に機械の体にしてはならない」という機械化法（機械帝国の法律。詳細は後述）に反した政策を支配者が行っていても本国側で把握できてなかったために、「コスモワイン」では生身の人間による秘密結社「ウォーター」によるクーデターが画策されるという事態に陥っている。こうした機械帝国の支配下にある惑星で問題が生じ、それが本国側に露見した場合は本国が干渉することもある。支配者として統治方針などに問題があれば本国からの直接命令でその者を処刑したり（後述の法律を参照）、支配者が生身の人間に倒される事態にでもなれば本国からの軍事介入もある（後述の軍事力を参照）。
大宇宙の歴史上最大最強の大帝国とされているように、その勢力圏は広く銀河帝国的な規模である。主にアンドロメダ星雲内の惑星には属国のような扱いで機械化人により支配されている惑星が多く、絶対機械圏（マシンナーズ・エリア）と呼ばれるエリア内では、この傾向が強い。「機械人間だけのためにある世界」と車掌が語るように、このエリアでは機械化人が優遇され、生身の人間には住みにくい世界となっている。中でもこのエリアの入り口に位置する惑星「機械砦」においては、生身の人間は人権はおろか生存権さえ認められておらず、機械化人のきまぐれによる虐待や殺戮が横行している。車掌の弁によればアンドロメダ星雲内にも生身の人間の住む星は多いが、どちらかといえば見捨てられた星だという。「ブルーメロン」、「コスモワイン」（これら2惑星は原作にのみ登場）などのように生身の人間が多く住んでいる惑星でも、機械化人の首相や支配者を置いて統治されている惑星もある。
映画2作目での描写によると、プロメシュームは娘のメーテルと共に惑星ヘビーメルダーの衛星ラーメタルに城を建てて暮らしていた。だが、人という人に裏切られた彼女はメーテルを宇宙船に乗せてラーメタルを脱出、アンドロメダ星雲の中心部付近に存在する石ころのような小惑星に流れ着いた。プロメシュームは「死の恐怖のない永遠の機械化世界」を作るべく、そこに独力で機械の星を積み重ねて惑星大アンドロメダを作り上げ、機械帝国を建国した。その作業は孤独との戦いであり、とても辛く苦しいものであった。プレイステーション用ゲーム『松本零士999 〜Story of Galaxy Express 999〜』では、金属生命体・メタノイドやそれ以上の脅威に対抗するために肉体強化を目指して人間の機械化を促進すべく、機械帝国を作り上げたとされている。
1820年にハイネが作った詩である。Die GrenadiereNach Frankreich zogen zwei Grenadier,Die waren in Rußland gefangen,Und als sie kamen ins deutsche Quartier,Sie ließen die Köpfe hangen.Da hörten sie beide die traurige Mär:Daß Frankreich verloren gegangen,Besiegt und zerschlagen das große Heer -Und der Kaiser, der Kaiser gefangen.Da weinten zusammen die GrenadierWohl ab der kläglichen Kunde.Der eine sprach: Wie weh wird mir,Wie brennt meine alte Wunde!Der andre sprach: Das Lied ist aus,Auch ich möcht mit dir sterben,Doch hab ich Weib und Kind zu Haus,Die ohne mich verderben.Was schert mich Weib, was schert mich Kind,Ich trage weit beßres Verlangen;Laß sie betteln gehn, wenn sie hungrig sind -Mein Kaiser, mein Kaiser gefangen!Gewähr mir, Bruder, eine Bitt:Wenn ich jetzt sterben werde, So nimm meine Leiche nach Frankreich mit,Begrab mich in Frankreichs Erde.Das Ehrenkreuz am roten BandSollst du aufs Herz mir legen;Die Flinte gib mir in die Hand,Und gürt mir um den Degen.So will ich liegen und horchen still,Wie eine Schildwach im Grabe,Bis einst ich höre KanonengebrüllUnd wiehernder Rosse Getrabe.Dann reitet mein Kaiser wohl über mein Grab,Viel Schwerter klirren und blitzen;Dann steig ich gewaffnet hervor aus dem Grab -Den Kaiser, den Kaiser zu schützen.