1966年（昭和41年）4月23日から1967年（昭和42年）3月24日迄NET系列で全48話が放送していた、東映動画製作のSFアニメ。

白黒作品。

最終回放送後に第6話が一度再放送されたため、総放送回数は49回。

放送時間は、36話までは毎週土曜日20時 - 20時30分、37話以降は毎週金曜日19時30分 - 20時。

この作品は、東映動画がスタジオ・ゼロへ原案を発注したもので、『里見八犬伝』『キャプテン・フューチャー』、『七人の侍』などをヒントに、キャラクターデザインを石ノ森章太郎や藤子不二雄（F・A）で分担、石ノ森がそれらを清書した。

性格設定とシノシプスには上記三人の他につのだじろう、鈴木伸一も参加している。

実際のアニメではこれらのキャラクターや名称を若干変更した形で発表された。

そのために、原案サイドではアニメの出来に常に違和感を覚えていたという。

風田朗とスタジオ・ゼロによる漫画版「レインボー戦隊」は、アニメ版とのタイアップ作品として、『週刊少年マガジン』1965年（昭和40年）1月1日号から3月28日号に全13回が連載された。

1980年代に傑作選のビデオ全4巻が発売、1990年代には全話がLD化されている。

2015年8月5日に「DVD‐BOX 1」が、9月9日に「DVD‐BOX 2」が発売。

レインボー戦隊のメンバーは、他の東映動画作品にも出演する事がある。

1967年3月19日公開の劇場アニメ『サイボーグ009 怪獣戦争』で、サイボーグチームがドルフィン号で海上を行くと、その上から空飛ぶレインボー戦隊が手を振って見送る。

『魔法使いサリー（第1作）』第36話「ライオンと握手」で、三つ子の一人が風船で動物園に只入りするシーンが有るが、その風船の中に、「教授」の形をした風船が有る。

『ピュンピュン丸』第21話「ドテドテ救出作戦」で、チビ丸が泣き出すと、栗の木の上から「教授」が落ちてくる。

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