『宇宙海賊キャプテンハーロック』の終了後に本作が放送された。本編開始前に、「前夜祭」と称した番組が2週にわたって放映された。スタジオに石ノ森や声優、一般のファンを集めた前宣伝の番組であった。

本編は「宇宙樹編」、「戦士の休暇編」、「ネオ・ブラック・ゴースト編」からなった。「ミュートスサイボーグ編」のアニメ化の構想もあり、石森がラフデザインを描き下したが実現しなかった（ここでヘレンの代わりとして考案されたアルテミスは、2001年版のアニメに登場する）。メインライターは酒井あきよしで17本を担当している。辻真先も第1話を書いている。スタッフとして、アニメーターの金田伊功(OP)、作画監督の芦田豊雄、演出の高橋良輔（ペンネーム・山口和十八を使用）らが参加した。

劇中曲の録音は都合3回にわたって行われ、第1回録音分は『交響組曲 サイボーグ009』（コロムビア CQ-7018）のタイトルで商品化された。結果的に第2回・第3回録音分の曲はあまり使われなかったが、これについて、選曲の村田好次は「組曲が素晴らしいものだったため」と語っている。

• 1979年3月6日 - 1980年3月25日 全50話
• テレビ朝日系 火曜19時 -
• プロデューサー：小泉美明（テレビ朝日）、飯島敬、鈴木武幸（東映）
• 原作：石ノ森章太郎
• 音楽：すぎやまこういち
• アニメーション・キャラクター、総作画監督：芦田豊雄
• メカニック設計：サブマリン
• 監督：高橋良輔
• 脚本：酒井あきよし、辻真先、吉田喜昭、桜井正明、山崎晴哉、安藤豊弘、吉川惣司、加藤有芳、山口和十八
• 演出：広川和之、滝沢敏文、三浦将則、鈴木行、石崎すすむ、吉田浩
• 総作画監督補：酒井明雄
• 作画監督：上村栄司、酒井明雄、奥井一郎、井上和夫、山下征二、小林慶輝、飯野酷、嶺松時文、井口忠一
• 動画チェック：高橋理恵、梅津美幸
• 色指定：日下部久枝、芝崎素子、斉藤真奈美、長谷川洋
• 仕上：ヤマトプロダクション、きのプロダクション
• 背景：スタジオユニ、獏プロダクション、ザプロダクション、ビッグスタジオ
• 音響演出：太田克己
• 録音：村田好次
• 効果：いとうひろゆき（スワラプロダクション）
• 音響制作：映広音響（池田昌彦）
• 撮影：スタジオウッド
• 編集：井上編集室
• 特殊効果：柴田睦子
• 設定助手：箕輪敦、斉藤真奈美
• タイトル：スタジオトライ
• 現像：東映化学
• 設定制作：箕輪敦
• 制作進行：山本之文、岡山行治、今井広美、谷田部勝義、伊藤和典、清水勉、網野哲朗、原田伊佐央、倉持智恵子、後藤浩一
• コンテ：小田経堂、山口和十八、西牧秀文、布川ゆうじ、丘克美、滝沢敏文、井上和夫、遠藤克己、八尋旭、生瀬昭憲、吉田浩、新田義方、酒井明雄、野田作樹、望月敬一郎
• 舞台設定：野々宮恒人、坂本信人、羽生厚、大山哲史
• 美術：池田繁美、坂本信人、宮前光春、中野一郎
• 製作担当：岩崎正美、長谷川徹
• 製作協力：日本サンライズ
• 制作：テレビ朝日、東映
• 協力：東映エージェンシー、ジャバト