Robot Girls Z est issu du projet Toei Robot Girls où les mechas les plus connus de Toei Animation sont transformés en jeunes filles. Ainsi, le design de Z-chan est basé sur celui de Mazinger Z, celui de Gre-chan est basé sur Great Mazinger et celui de Grenda-san est basé sur celui de Grendizer (Goldorak). Les jeunes filles forment le groupe Robot Girls Z qui combat pour une bonne utilisation de l'énergie photonique, l'énergie de l'avenir.