『妖怪ウォッチ』アニメシリーズ第4作。2019年3月14日にレベルファイブによる『妖怪ウォッチ戦略発表会』で公表された新ブランド『妖怪ウォッチJam』を冠した派生作品となる。

同年12月13日に公開された『映画 妖怪学園Y 猫はHEROになれるか』から続く物語となり、Y学園を舞台に、「怨霊」を召喚・憑依して妖怪HERO（ヒーロー）に変身できる『YSPウォッチ』を持つ寺刃ジンペイ達『YSPクラブ』が、学園に潜む怨霊絡みの怪事件や謎を解く「不思議解明ミッション」を遂行していき、そして謎のエイリアンに立ち向かう事となる。

本作は『妖怪ウォッチ』シリーズでは初めて、レベルファイブ代表取締役・クリエイティブプロデューサーの日野晃博がシリーズ構成を担当。脚本はかつて『スナックワールド』『レイトン ミステリー探偵社』などのレベルファイブ原作アニメを手掛けた脚本家が参加。主題歌および劇中にはインターネット発の作曲家・歌い手・動画クリエーターが多数参加している。

第1話は映画『猫はHEROになれるか』の前日譚にあたる、ジンペイとコマが小学生時代のエピソードになっている。

字幕放送では、ジンペイの台詞は黄色、コマの台詞は水色で表示される。

なお当初は全52話の予定だったが、劇場版として構想していた『高等部編』を2021年1月22日放送の第53話より11話分のテレビストーリーとして追加延長した。

2021年4月9日より同時間枠で次シリーズ『妖怪ウォッチ♪』を開始。

メインキャラクターの多くは、無印版に登場した妖怪を彷彿とする姿であり、輪廻転生した姿とされる（学園長、臼見沢、えんら先生以外記憶は無い）。

メインキャラクター

寺刃ジンペイ（じば ジンペイ）/剣豪紅丸（けんごうべにまる）/ワイルドボーイ/ブルームーン/アースウォーカー→アースウォーカーNOA

声 - 田村睦心/小野友樹/石川由依/沼倉愛美/潘めぐみ
主人公。YSP基準入学。正義感が強く、好奇心旺盛で細かい事は気にしない。霊を視認でき、妖力を操るYSP（Yokai Special Power）能力を持つ。
3種類の妖怪HEROに変身、さらに新開発の『URウォッチ』によりアースウォーカーへ変身可能になった。その後修行によりアースウォーカーNOAへパワーアップした。

玉田マタロウ（たまだ マタロウ）/シャイニングボーイ/ティーダイン

声 - 井上麻里奈/KENN
学力基準入学。入学式にジンペイと出会い友人となる。強運の持ち主で「たまたま」が口癖。特撮やSFが好き。
YSP能力は無いが、クウカの開発した『シャイニングウォッチ』で擬似的なHEROに変身できた。さらに新開発の『URウォッチGAI』によりティーダインへ変身可能になった。

小間サン太夫（こま サンだゆう）/リトルコマンダー→リトルコマンダーA

声 - 遠藤綾
YSP基準入学。ジンペイの幼なじみで同じくYSP能力を持つ。落語家の名家だがおっとりしてやや口下手。
ジンペイ同様、ぬらり師匠との修行によりリトルコマンダーAへパワーアップした。

姫川フブキ（ひめかわ フブキ）/クロックレディ

声 - 戸松遥
IT基準入学。メカ好きで様々なアイテムを発明する。後からYSP能力に目覚める。

雷堂メラ（らいどう メラ）/獅子王（ししおう）

声 - 増田俊樹、村井美里（少年期）/日野聡
スポーツ基準入学。Y学園の番長と呼ばれる親分肌。

九尾リュウスケ（きゅうび リュウスケ）/ナインテイル

声 - 小林千晃
芸能基準入学。容姿端麗だがナルシストでやや奇行が目立つ。ジンペイ達とは型の違う『YSPウォッチ零』を持つ。

霧隠ラント（きりがくれ ラント）/ミストシャドウ/DSギャラクシー

声 - 福山潤、日野まり（7歳）
Y学園生徒会長。変身できるもう一つのウォッチ『A（エイリアン）ウォッチ』を持つ。

蛇山チアキ（へびやま チアキ）/スカイスネーカー

声 - 莉犬（すとぷり）
学園マフィア「スネークス」に所属する生徒。YSPウォッチの別種『バイパーコネクター』を持つ。

三又義ノズチカ（みつまたぎ ノズチカ）/ザ・バイパー

声 - 小野坂昌也
「スネークス」のボスで通称「ノーズ」。チアキと同様、バイパーコネクターで変身する。

雲池クマ子（くもいけ クマこ）/七雲クウカ（ななくも クウカ）/モモンガーレディ

声 - 石上静香
Y学園で秘密研究を行う「Y研」の主任で、YSPウォッチ・Aウォッチを開発した。小学生時代にラントと出会う。
風紀委員会によって退学後、ダイエットで外見と名を変えて再入学する。
その後URウォッチを開発、さらにガイアエネルギーを使うURウォッチGAIを開発し、自身もモモンガーレディへ変身可能になった。

怨霊・妖怪

モモ

声 - 小桜エツコ
ピンク色のモモンガの怨霊。「モモだよー」「〜ですねぃ」が口癖。後にクウカに憑依し、モモンガーレディに変身する事となった。

バケーラ

声 - 小野友樹
大柄な赤いネコの怨霊。ジンペイに憑依し、剣豪紅丸に変身する。一人称は「オデ」、「〜だど」が口癖。

コマジロ

声 - 遠藤綾
小さなアルマジロの怨霊。コマに憑依し、リトルコマンダーに変身する。

ブロッケンクロック

声 - 利根健太朗
時計型の怨霊。フブキに憑依し、クロックレディに変身する。

獅子黒カズマ（ししぐろ カズマ）

声 - 日野聡
人間の怨霊。メラに憑依し、獅子王に変身する。メラを慕って行動を共にしている。

イズナ

声 - 石上静香
キツネの怨霊。九尾に憑依し、ナインテイルに変身する。

ゴロミ

声 - 石川由依
黄色のネコの妖怪。ジンペイに憑依し、ワイルドボーイに変身する。一人称は「アタイ」。乱暴な口調で話す。

ブルポン

声 - 沼倉愛美
青色のネコの妖怪。ジンペイに憑依し、ブルームーンに変身する。一人称は「僕」。初めはスライム状の姿で、ミステリアルメダルを食べて完全体となった。

ミケッティオ

声 - 津田健次郎
バケーラ・ゴロミ・ブルポンの真の姿である凶悪なネコ妖怪。ジンペイに憑依し、アースウォーカーに変身する。

宇宙人

天見エルナ（あまみ エルナ）/エルゼメキア/ゾディアライア

声 - P丸様。
「侵略魔少女」の異名を持つ、エイリアン「N星人」の手先。Y学園の女子生徒を装い、ナユを操っていた。

来星ナユ（くるほし ナユ）

声 - P丸様。
Y学園風紀委員長。正体はN星人に滅ぼされた星の宇宙人。
モデルはナユタン星人のイメージキャラ「アンドロメダ子」。

ティーダス

声 - KENN
マタロウの体に宿っていたタイトロン星人の戦士。マタロウに憑依し、ティーダインに変身する。

その他

大王路エマ（だいおうじ エマ）

声 - 竹達彩奈
学園長の娘。後に、エンマ大王の精神が体に宿っていることが明らかになった。

臼見沢ハルヒコ（うすみざわ ハルヒコ）

声 - 関智一
ジンペイ達の担任教師で寮の管理人。物陰に隠れ、現れた怨霊を凶暴化させている。

園等なつき（えんら なつき）

声 - 沼倉愛美
保健医でYSPクラブ顧問。ジンペイ達にYSPウォッチを与える。セクシーな美人でジンペイたち生徒から人気を得ている。

大王路キンヤ（だいおうじ キンヤ）

声 - 大友龍三郎
Y学園の学園長。強面な一方で娘のエマには甘く、アイドルなど美少女好きの一面もある。

• クリエイティブプロデューサー/原案・シリーズ構成 - 日野晃博
• 原作 - レベルファイブ
• 監督 - 北條史也
• 副監督 - 泉保良輔
• 連載 - 月刊コロコロコミック
• 妖怪＆キャラクターデザイン原案 - 長野拓造、田中美穂、板橋由里子（第1話 - 第52話）、米田晴香（第53話 - 第63話）、内田潤（第53話 - 第63話）
• キャラクターデザイン - 山田俊也
• 総作画監督 - 武内啓、三島千枝
• 美術監督 - 桐本裕美子
• 色彩設計 - 角野江美
• 撮影監督 - 山道奈保美
• 編集 - 小守真由美
• 音楽 - 西郷憲一郎
• 音響監督 - 田中亮
• アニメーションプロデューサー - 井上たかし
• アニメーション制作 - OLM TEAM INOUE
• スーパーバイザー - 川崎由紀夫、梶原清文、縄田正樹、沢辺伸政、秋本武英
• プロデューサー - 紅谷佳和、柿崎真吾（第1話 - 第52話）→滝野圭輔（第53話 - 第63話）
• プログラムマネージャー - 丸茂礼、飯田将太
• 番組宣伝 - 大江繭子（テレビ東京）
• 製作 - テレビ東京、電通、OLM

• 『映画 妖怪学園Y 猫はHEROになれるか』（2019年） - 時系列としてはテレビアニメ第1話と第2話の中間にあたる。前シリーズ『妖怪ウォッチ!』放送時より公開。

• DLC1「エルゼ来るぜマルチプレイ」2020年9月30日配信 ※Switch版のみ（PS4版は追加済）
• DLC2「大宇宙決戦ランデブー」2020年11月28日配信
• DLC3「なりきりブギウギ超新星」2021年3月25日配信

• 2020年1月30日 第1弾稼働開始
• 2020年6月18日 第2弾稼働開始