母を邪悪な魔神にさらわれ、恋人も小鳥にされるという悲劇に見舞われながらも挫けず、母を救うために戦う主人公のハードなドラマを描いている。原典の『ジム・ボタンの冒険』と違っていわゆるヒーローものの作品となり、大幅なアレンジが加えられている。

どこかの海上に浮かぶ島「ナンデモランド」。そこに洋裁の達人である母ニーナと2人きりで住む少年ジム。ジムは正義感は強いが、暴れん坊で学校嫌いが玉に瑕。いつも学校をサボっては、発明家のルーカスが作った、笛で操る蒸気機関車「エマ」に乗せてもらっている。だが、ルーカスがエマを作ったのにはそれなりの理由があった。というのは、ナンデモランドの遥か北方の山奥に住み、ナンデモランドはおろか、世界中の人々を不幸のどん底に叩き込もうとする悪の帝王・魔神ドリンガーに対抗するためだったのだ。何事も無ければいいのだが…。

だが、その予感は的中した。ドリンガー軍団第1の刺客・海賊キャプテンキット（下半身が飛行海賊船となっている海賊）が部下ブラックを連れて、ナンデモランド上空に現れ、石化爆弾でルーカスを始めとするナンデモランドの大人達を石に変え、ブラックが魔法銃で子供達を動物に変え、ガールフレンドのポッコも小鳥になってしまった。さらにドリンガーはニーナの腕に目をつけ、ニーナに妖力を発生出来る服を作らせるべく、配下のコウモリ男爵にニーナをさらわせた。かくてジムは、自分の家に代々伝わるボタンを胸に、ポッコと自我を持つ機関車エマとともに、母親を取り戻すための旅に出る。だが行く手には、次々とドリンガー軍団の刺客が襲い掛かる。ジムは、ボタンを握り締めて発動する「ボタンパンチ」と、ボタンを投げつける「ボタンシュート」を武器とし、ドリンガー軍団の刺客と戦う。果たしてジムはドリンガーを倒し、母を助けることができるのか…?

• 原作（原案） - ミハエル・エンデ「ジムボタンの機関車大冒険」
• プロデューサー - 渡邊米彦、小野辰雄（エイケン）
• 総作画監督 - 角田利隆
• キャラクターデザイン（チーフアニメーター） - 小林勝利
• アートディレクター - 大隅敏弘
• チーフディレクター - おのきよし
• 音楽 - 越部信義
• 企画/制作 - 毎日放送、エイケン

参考 - 「記憶のかさブタ」サイト

• 毎日放送（製作局）：金曜 19:00 - 19:30
• NETテレビ（現・テレビ朝日）：金曜 19:00 - 19:30
• 北海道テレビ：金曜 19:00 - 19:30
• 青森テレビ：木曜 18:00 - 18:30
• テレビ岩手：日曜 9:00 - 9:30
• 秋田放送：火曜 17:20 - 17:50
• 山形放送：木曜 16:30 - 17:00（1975年3月まで）→ 木曜 17:00 - 17:30（1975年4月から）
• 宮城テレビ：日曜 8:00 - 8:30
• 新潟総合テレビ：月曜 17:20 - 17:50
• テレビ静岡：火曜 18:00 - 18:30
• 信越放送：水曜 17:15 - 17:45
• 富山テレビ：木曜 18:00 - 18:30
• 石川テレビ：月曜 18:00 - 18:30（1985年4月7日まで放送）
• 福井放送：火曜 18:00 - 18:30
• 名古屋テレビ：金曜 19:00 - 19:30
• 広島ホームテレビ：日曜 7:25 - 7:55
• 瀬戸内海放送：金曜 19:00 - 19:30
• 九州朝日放送：金曜 19:00 - 19:30
• 大分放送
• 宮崎放送
• 鹿児島テレビ：金曜 19:00 - 19:30（1974年11月1日第1話放送、1か月遅れ）

本作のオープニングとエンディングは東映ビデオのVHS・LD・DVD『エイケンTVアニメ主題歌大全集』に収録されているが、アニメ本編は映像ソフト化されていない。

かつて東映ビデオから発売・レンタルされていた『エイケンTVアニメグラフィティ』（年代不明、VHS、廃盤）にラインナップされておらず、1986年に東映ビデオから発売・レンタルされた『TVヒーロー主題歌全集 8 エイケン篇』（VHS、廃盤）にもオープニング・エンディング映像は収録されていないが、1999年12月に東映ビデオから発売されたリニューアル版『エイケンTVアニメ主題歌大全集』（VHS、LD、後にDVDも発売）にはオープニング・エンディング映像が収録されている。なお、これに収録されたオープニング映像は、第1話のハイライトシーンが無いバージョンである。

講談社の『テレビマガジン』、『たのしい幼稚園』、『おともだち』、『ディズニーランド』に本作のコミカライズ版が連載されていた。同じエイケン作品である『冒険コロボックル』と同様に、『テレビマガジン』連載版の執筆は永田竹丸が担当した。