ロックマンXシリーズ第7作。ハード移行に伴って、従来のドットマスグラフィックが、ポリゴングラフィックに変更された。プレイヤーキャラクターには新キャラクターとして「アクセル」が加わり、それに伴い、ステージ選択時にエックス、ゼロ、アクセルから任意に2人選んで攻略に挑むダブルヒーロー制が採用された。ステージ攻略中やボス戦において選択した2キャラは何度でも交代ができるが、どちらかのキャラクターがミスをすると、パートナーの状態に関わらず1ミスとなる。
基本アクションにエアダッシュの追加、エンディングがキャラクター別に変更、ゼットセイバー以外のゼロ専用武器の登場、レプリロイドのレスキューによって得られる強化チップの存在によって周回プレイといったやりこみのしがいが増すなど、意欲的な要素が追加されている。
本作の特徴であるゲーム構成の3D化について、カメラは通常は2Dで表示され、特定の場面で3Dに変わる。2D表示の場合、過去の作品と比べ、新たに画面奥に空間概念が設定されており、画面の奥側から敵が現れるといった演出がある。3D表示の場合、視点変更が殆どできない（いざできても、さほど効果がない）、真上からの視点でジャンプすると影が隠れてしまうために着地の際に自分の位置を把握しづらいなど、改善の余地がある部分が多い。なお、ボス戦の大半は3Dで表示される。
また、従来まで横軸方向の攻撃だった射撃が、ロックオンした敵を攻撃するシステムに変更されている。加えて、エンディング後の引継ぎが導入された。引き継がれる要素は選択可能なキャラクター、パワーアップチップのセット状況、ハンターランクである。
エックス演じる森久保祥太郎が登場する作品としては本作が最後である。以降は櫻井孝宏が演じることとなる。
なお、期間限定で本作およびロックマンシリーズ6作品のプレイステーション版リメイク、さらには缶バッジなどの特典がついたセットが1部の店舗で販売された。