トムス初の原作なしオリジナルアニメとして位置づけられるSF作品。ナレーターは安原義人が担当。 当初から海外での放映を意識して制作されたため、主人公たちの名前が「ケン」「ジョー」「シン」等、多くの国で通じ得る人物名になっている。

"MOBY DICK 5" のタイトルで海外へ売り込みが図られ、イタリアなどで放送されている。他にも、"MU THE WHITE WHALE" や "THE WHITE WHALE OF MU" などのタイトルが使われることもある。また、台湾、中国(台湾放送版に流用)におけるタイトルは『大白鯨』。

本作のスタッフは後に『六神合体ゴッドマーズ』を製作した。「血を分けた双子が敵味方に引き裂かれ戦う」との『ゴッドマーズ』の基本設定は既に本作でも見られる。

1982年3月、惑星直列が起こった。このとき、地球への影響は全くないとされたにもかかわらず、世界各地に異常現象が相次いだ。実は、太陽系某所に3万年の時を超え、アトランティス大陸が出現したことがこの事態の原因であった。一方、時を同じくして太平洋の深海に巨大なモノが目覚めた…。

今から3万年の昔、地球には文明の発達した二つの大陸があった。アトランティスとムーである。ムーは平和を愛する海の民であり、白鯨をシンボルとした。太陽は燦々と降り注ぎ、人々は平和に暮らしていた。一方、アトランティスはコンドルをシンボルとする山の民であり、戦いを好んだ。科学を高度に発達させるオリハルコンを持つアトランティスの帝王ザルゴンは、その力をもって一段と強力な軍事国家を造り上げていった。ムーの指導者ラ・ムーはアトランティスとムーの力の対決が地球を滅ぼすことを案じ、自らの力と引き換えにアトランティスを異次元へと飛ばした。一方、ムーも海面下に没した。

現代に蘇ったアトランティスは失われた力の源・オリハルコンを求めて地球へ侵攻を開始する。 一方、あらかじめこのことを予期していたラ・ムーは自らの脳を白鯨に移し、3万年の時を超えて蘇った。イースター島に集められた少年少女たちは白鯨のもと、ラ・ムーの娘マドーラとともにアトランティス帝国に立ち向かう。

特に物語前半、アトランティスが失われたオリハルコンを探索する際に『オリハルコンがあるところ必ずその力をもって文明が生まれる』との論法から、古代遺跡が舞台になることが多かった。なお、物語の舞台にはならなかったが、8話では探索目標の例としてマヤ文明の遺跡が登場している。

• 企画：福尾元夫（よみうりテレビ）
• プロデューサー：山根治（よみうりテレビ）、赤川茂（東京ムービー）
• 作画監督：香西隆男
• メカニック・デザイナー ：青木悠三
• 美術監督：石垣努
• 撮影監督：新井隆文
• 録音監督：山崎あきら
• 選曲：赤塚不二夫（漫画家の赤塚不二夫とは、同姓同名の別人）
• 音楽：羽田健太郎
• 文芸担当：小野田博之
• 制作担当：松元理人
• チーフ・ディレクター：今沢哲男
• メカ修正：金田伊功、亀垣一、本橋秀之
• 原画：前田実、清水恵蔵、鈴木欽一郎、四分一節子、山本福雄、林一哉、河村信道、高橋英吉、鈴木幸雄、新川信正、小和田良博、大島秀範、端名貴勇、森一浩、小野順三、野崎恒仲、林一也、川筋豊、鍋島修、鍋島正勝、西山里枝、多田康之
• 背景：原豊、香川雄、伊藤夏子、佐藤佳子、杉浦千里、佐藤久美子、朝田和枝、増田直子、上野育子
• 仕上：森田清之、三浦亨、小田部香澄、渡辺とし美、藤原かつみ、梅田洋子、斉藤繁子、松浦邦子、長尾美代子、上原和子、直井マヤ、平田真紀子、田沼玲子、斉藤圭子、岸邦子、大村和子、黒岩佐和子、菊地真理
• 録音調整：小野敦志
• 効果：横山正和
• 撮影：ティ・ニシムラ
• 編集：鶴渕允寿、高橋和子
• タイトル：高具秀雄
• 色指定：砂川千里、工藤秀子、池内道子
• 制作進行：吉田力雄、柳内一彦、岩田幹宏、水沼健二、南部正昭
• 録音：東北新社
• 現像：東京現像所
• 制作：よみうりテレビ、東京ムービー

• 予告ナレーションの締め台詞は通常、「次回、『ムーの白鯨』（サブタイトル）をお楽しみに」が使われているが、第24話だけはストーリーの盛り上がりからか、「ご期待ください」に変更されていた。

※放送日時は個別に出典が掲示されてあるものを除き、1980年7月中旬 - 8月上旬時点、放送系列は放送当時のものとする。

文化出版局より小説版（若桜木虔 著・全2巻 1980年12月）が刊行されている。上巻『アトランティスの襲来』は剣とマドーラの恋の行方を横軸に、物語前半・オリハルコンがアトランティスに渡るまでを描く（著者曰く、『SF版里見八犬伝』）。下巻『悲劇の王女ラ・メール』はアトランティス側の視点から物語前半を概観しつつ、プラトスとラ・メールの悲恋となる物語後半を描く（著者曰く、『SF版ロミオとジュリエット』）。ストーリーは概ねテレビ版に沿っているが、一部の相違点と矛盾の存在で、ファンから批判されることがある。

テレビ版との主な相違点は次の通り。

• 上巻冒頭、剣が竜巻から避難する中で両親と離れ離れになり、海に落ちてマドーラに救助されるまでの経緯が詳しく描かれていた。
• 剣を除く四人はテレビ版では不思議な夢に導かれつつも自らの意思でイースター島に集まるが、小説版では眠っている間にマドーラに導かれて夢遊病者のように海岸へ出、気付いたときにはイースター島にいたということになっていた。
• 下巻冒頭によると、アトランティスが異次元突入後、通常空間に復帰するまで17年の歳月が経過したことになっていた。そうすると、双子であるラ・メールとマドーラの間に大幅な肉体的年齢差がなければならず、物語に大きな矛盾が生じることになる。
• 3万年前、復活するアトランティスと戦うための魂の未来への転送を拒否したケインに、ラ・ムーは何らかのサイボーグ化と思われる処置を施した。明確な説明はないが、これによってケインの魂を受け継ぐ者がアトランティス復活の時代に現れることとなったようである。
• テレビ版の8話、及び12話に当たるシーン、マドーラのサイボーグとしての能力に目からビームを発射するという描写があった。
• テレビ版の15話に当たるシーン、白鯨が失踪したため孤立・苦戦する主人公たちを、ラ・ムーがモアイ像の目に据え付けられたビームで援護するシーンがあった。
• テレビ版の16話に当たるシーン、アトランティスに無条件降伏した国連が、白鯨の引渡しを迫るくだりが描かれなかった。

• 出渕裕は「かめばかむほど味が出るスルメみたいな作品」と評している（アニメージュ'80年10月号P31、『'80年上半期アニメグランプリ座談会』記事）。
• 長浜忠夫に「SFアニメの要領がぜんぜんわかっていない」と酷評されたことがある（アニメージュ'80年11月号P61、『東京ムービー特集』記事での同社取締役・企画部長の今泉俊昭によるコメント）。
• 浅羽通明は「オカルト雑誌を恐怖に震わせた謎の投稿少女たち！」の中で本作品を、1980年代に起こったオカルトムーブメント「戦士症候群」に影響を与えた作品のひとつとして挙げている（『うわさの本』、JICC出版局、1989年4月25日発行、P20）。

• 企画段階では「ムー大陸の白鯨」というタイトルで、内容もかなり違っていたという。
• デザインはスタジオぬえが担当しており、白鯨もマッコウクジラを元にしたメカニックなものであったが、イメージと違うとの判断からボツになった（企画資料は、スペシャルリマスター版DVD-BOXの映像特典で見ることができる）。

• 2003年9月25日、テーマ音楽集がANIMEX1200シリーズの一枚としてCD化されている。
• 2004年7月28日、コロムビアミュージックエンタテインメントからDVD-BOXが発売。カートンBOX入りDVD5枚組・解説書付き。
• 2010年3月26日、デジタルウルトラプロジェクトからスペシャルリマスター版DVD-BOXが発売。化粧BOX入りDVD7枚組・4C24Pブックレット付。新たに映像特典として、剣役の武岡淳一らキャスト・スタッフのインタビュー映像、最終話の「翔べ!愛の世界へ」初回放送時のオリジナルマスター版が収録されている。
• 長らく再放送されなかったが、2004年に千葉テレビ放送にて再放送された。
• YouTubeの「TMSアニメ55周年公式チャンネル」で2019年10月16日から第3話までが無料配信されている。