Powerpuff Girls Z er tre superhelter ved navn Momoko Akatsutsumi, Miyako Gotōkuji og Kaoru Matsubara, opprinnelig vanlige 13 år gamle jenter som bor i Tokyo City sammen med sin far professor Utonium og en snakkende hund/hamsterhybrid ved navn Ken-chan. De blir ved et uhell tilført essensen av Chemical Z samtidig som en eksplosjon av et kjemisk anlegg skaper skurken Fuzzy. Etter å ha mottatt supermakter, blir de kriminalitetsbekjempere og må balansere sine heroiske plikter med livet som vanlige ungdomsskoleelever.
Powerpuff Girls Z var den første anime-tilpasningen av en amerikansk Cartoon Network-serie, og produksjonen ble hjulpet av animasjonsproduksjonsselskapet TMS Entertainment, som tidligere hadde jobbet med Cartoon Network på prosjekter som Teen Titans og Justice League Unlimited. Serien fikk stort sett positive anmeldelser fra kritikere, med ros for sin animasjon, karakterdesign og humor, selv om den ble kritisert for å være for lik den originale serien.
Etter suksessen mottok Powerpuff Girls Z to spin-off-serier:Demashita! Powerpuff Girls Z Returns (2006–2007) og Powerpuff Girls Z:The Movie (2007). Serien har blitt tilpasset til flere manga, leketøysvarer og videospill, og har også blitt dubbet på engelsk og sendt på Cartoon Network i Europa, Asia og Latin-Amerika.