タイトルは、監督の真下耕一が英語の「MAD」と「reLAXed」を組み合わせた造語である。人間が心に抱える二面性を表現しており、「引き裂かれた人間性」がテーマとなっている。脚本は、黒田洋介がシリーズ構成を経て全話を担当している。

2001年放送の『ノワール』、2007年放送の『エル・カザド』は、本作と併せて「美少女ガンアクション三部作」と称されている。その第2作目に当たる本作は、三部作の中で最もシリアスかつ激しいガンアクションが展開され、主人公のマドラックスが踊るように立ち回る作品となっている。また、物語も難解であるが、その分だけ張られた伏線の数も最多となっている。オープニングテーマ「瞳の欠片」の歌詞も伏線となっており、どう解釈するかは視聴者によるところが多い。

なお、三部作の中で唯一、テレビ大阪でも放送された。

2005年5月21日発売のムック本『MADLAX the Bible』以降は目立った動きが無かったが、2011年6月1日にはスピンオフ小説『旅する少女と灼熱の国』がHJ文庫より発売された（詳細は#関連書籍を参照）。

2018年現在は、バンダイチャンネルで全話のネット配信が行われている（第1話のみ無料、第2話以降は有料）。

近代化を推し進める政府の国王派と、それに反発する反政府組織ガルザとの間で12年の長きに渡り内戦を続ける、ガザッソニカ王国。そこでは、マドラックスと名乗る美少女エージェントの名が、政府軍兵士とガルザのゲリラ双方に浸透していた。

子供のあどけなさを残す顔立ちと大人の色気を醸す肢体を併せ持ち、驚異的な戦闘能力で恐れられるマドラックスに、秘密組織アンファンのエージェントであるカロッスア・ドーンが着目する。マドラックスに遭遇しながら唯一生き残った政府軍の女性士官リメルダ・ユルグを配下に加え、執拗にマドラックスの行方を追うカロッスアの背後には、謎の男フライデー・マンデーの存在があった。

一方、ヨーロッパのような街並みを持つ先進国ナフレスではマーガレット・バートンという美少女が、メイドのエリノア・ベイカーと元家庭教師で隣人のヴァネッサ・レネに見守られながら、何不自由ない生活を送っていた。しかし、マーガレットは12年前に父へ会いに行く途中、母と飛行機事故に遭いながら無傷の単身で帰宅したうえ、事故以前の記憶をすべて失なうという現実的にはあり得ない事態に遭遇していた。そのため、ヴァネッサとエリノアはマーガレットの身に何があったのか、ひそかにその真相を気にかけていた。

マドラックスとマーガレットは対照的な生活を送っていたが、マーガレットが自宅で見つけた赤い本の秘密を探り始め、ヴァネッサが内戦の原因を探るためにガザッソニカへ飛んだことで、隠されていたマドラックスとマーガレットの接点が徐々に明らかとなり、運命が動き始める。

12年前、マーガレットの身に起こった「真実」とは何か。フライデーが唱える「本質」とは何か。そして、「本質」を巡り更なる数奇な運命に導かれるマドラックスとマーガレットを、運命の末に待ち受けるものとは何なのか。

• 監督 - 真下耕一
• シリーズ構成・脚本 - 黒田洋介
• キャラクターデザイン - 大澤聡、芝美奈子、宮地聡子
• キャラクター監修 - 大澤聡
• メカニックデザイン - 寺岡賢司
• メカニック作画監督 - 才木康寛
• 色彩設計 - 小島真喜子
• 美術監督 - 海野よしみ
• 撮影監督 - 鎌田克明、斎藤仁
• 編集 - 森田清次
• 音楽 - 梶浦由記
• 音響監督 - なかのとおる
• プロデューサー - 北山茂、浜元達哉
• アニメーション制作 - ビィートレイン
• 製作 - ビクターエンタテインメント

全曲 作詞・作曲・編曲 - 梶浦由記 / 歌 - FictionJunction YUUKA

「放送日」はテレビ東京での日付。

ビクターエンタテインメントよりDVDとVHSで発売。

ビクターエンタテインメントよりCDで発売。