東京12チャンネルの水曜日19：30-20：00枠内で、1980年（昭和55年）3月19日から1981年（昭和56年）2月25日にかけて全50話が放送されていたテレビアニメ。

本作は東映テレビ事業部企画、アカデミー製作（下請制作はグリーンボックス）制作のアニメ番組である。

広告代理店は東映エージエンシーが担当しており、提供スポンサーはポピー(現・バンダイボーイズトイ事業部)が主力を務めていた。

1976年の『超電磁ロボ コン・バトラーV』から、東映テレビ事業部企画のアニメ路線を支えてきた飯島敬プロデューサーが、本作を最後に同路線から降板。

東映動画時代から実績があった飯島のシリーズ構成と、チーフディレクターを務めた田口勝彦のセンスが加わることで、第4クール間際には前代未聞の展開を見せた作品でもある。

敵が未来から来た宇宙人で物語序盤ではその事実が伏せられており、中盤以降の展開で少しずつ真相が判明していく。

そして後半からは、それが軸となってストーリーが展開していくことになる。

エンディング曲「レッド・ブルー・イエロー」には太陽系の惑星配列が含まれている。

放送当時は冥王星は海王星の内側を回っており、その時点での惑星配列とは合っていないが、作中年代の西暦2050年時点では歌詞の順序となる。

放送前年に木星の輪が発見されたことを受け、本作のエンディングにも木星に輪が描かれている。

しかし、細すぎて影が確認できなかったためながらく発見されていなかった本物の木星の輪とは異なり、輪の影が木星本体に落ちている形になっている。

2011年3月16日に、DVD-BOX『宇宙大帝ゴッドシグマ コンプリートDVD』がポニーキャニオンから発売された。

（完全生産限定版） VHSやLD時代にも実現しなかった、初の映像ソフト化となる。

本放送中の1980年にポピー（現：バンダイ）から「DX超合金 宇宙合体 ゴッドシグマ」が発売された。

「空雷王」「海鳴王」「陸震王」の3ロボットと「ビッグウイング」がセットになっており、ゴッドシグマに合体が出来る。

また「無双剣」「ゴッドシールド」などのゴッドシグマ武器や、「空雷弓」などの単体ロボ武器が付属されており、ゴッドシールドは映像同様ビッグウイングに装着できる。

キャッチコピーは「ポピーの超合金は、またやりました!」。

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