新たな『X-メン:エボリューション』のコンセプトの主要なポイントの1つは新たなコスチュームデザインであった。初期構想画のスケッチではクラシックな金と黒の衣装に身を包んだX-メンを見る事ができる。これらの下書きではスパイクはコーンローでローグの衣装は上腹部を露出しており、ジーン・グレイのコスチュームはサイクロップスのコスチュームの女性版である。ジーン・グレイとシャドウキャットはフェイスマスクを着用しており、キティはオレンジ色のミニスカートにスパンデックスの上にドクターマーチンという出で立ちであった。ストームの初期の描画では黒ではなく、白の衣装を着ていた。

争点は青い肌を持つヴィラン・ミスティークのデザインである。キャラクターデザイナー及び各話演出を務めたスティーブン・E・ゴードンは第一シーズンでミスティークのデザインに少しも良い印象を持たなかった。ミスティークは元々（映画では）裸であるように表現されていたが、ワーナー・ブラザースはKids' WB!の作品に持ち込んで欲しくなかった。しかし、ミスティークは（服こそ来ていたが）映画版とよく似た描かれ方をしたシーンがシーズン1の最終話にある。ゴードンはシーズン3から演出を降りたが、番組のキャラクターデザインは継続した。彼はローグとワンダのデザインが一番の気に入りである。

番組では他のメディアへのリファレンスを含んでいる。ローグとキティが『Spykecam』で見せたダンスは『バフィー』の『Bad Girls』というエピソードでの似たようなダンスをモデルにしている。シーズン1の『Spykecam』で使われた劇『Dracula: The Musical』は実際に上映されたものである。しかし、使われた歌はエピソード用に作られたオリジナルのものである。番組のライター陣は『バフィ』のファンを自認している。シャドウキャットを触媒として使って、二つの番組は類似点を示しており、スーパーパワーを持つ十代の少女が自分が通う高校を護るために凶悪なヴィランと戦いを繰り広げている。驚くほどのことではないが、バフィのクリエイタージョス・ウィードンはバフィはキティ・プライドからインスピレーションを受けたのだと公言している。

第4シーズンの最初のエピソード『Impact』からエピソードの立ちとるが番組の最初に表示されなくなり、『X-メン:エボリューション』は『スパイダーマン:アニメシリーズ』（5シーズン65エピソード）と『X-メン:5シーズン76エピソード』に次ぐ3番目に長いマーベルのカートゥーンとなった。総監督のボイド・カークランドは『X-メン:エボリューション』で好きなシーズンは第3であると言っている。

番組は2009年放送の『ウルヴァリン・アンド・ジ・X-メン』を生み出すこととなった。X-メンエボリューションの続編ではないが、制作スタッフチームは本作のチームが担当し、スティーブン・E・ゴードン、グレッグ・ジョンソン、ボイド・カークランドはそれぞれキャラクターデザイン、プロデューサー兼メインライター、共同プロデューサー兼監督として制作を行った。

2002年1月マーベルは部分的に番組をベースにした『X-メン・エボリューション』のコミックブックの刊行を始めた。作家はデヴィン・グレイソン、画家はスタジオXD。売り上げ不振のため9号で突然打ち切られた。

コミックはエボリューションバージョンのモーロックスを番組に先駆けて登場させたが、彼らの外見と動機はかなり異なっていた。6号では番組では登場しないミミックの登場を題材にした。

継続するあらすじではエボリューション版のMr.シニスターを登場させる予定だったが、未解決のまま打ち切られた。しかし、発売されることのなかった10号では意図されていたデザインがカバーで明かされていた。

X-メン:エボリューションは2003年5月16日の第30回デイタイム・エミー賞のOutstanding Achievement in Sound Editing – Live Action and Animation部門賞を獲得した。

また、ビーストは2004年のCover of the Year Awardのbest animated figure部門を獲得している。他のエミー賞と同じく、ゴールデン・リール賞のいくつかにノミネートされている。キャラクターデザインのスティーブン・E・ゴードンは本作で2001年のアニー賞のProduction Design in an Animated Television Production部門でノミネートされている。

X-メン:エボリューションシリーズは若年層の視聴者をターゲットしており、過去のアニメシリーズで大人だった主要キャラクターをティーンエイジャーとして登場させている。シリーズではコミックを原作とする多くのアニメシリーズと同じく、全く新しいキャラクターも登場しており、スパイクやX-23は原作には登場していなかった。X-23の場合、彼女はウルヴァリンのクローンである10代の少女である。登場人物の多くはティーンエイジャーでエグゼビアの学園のほかに普段は高校に通っている。エグゼビアの学園では教師としてプロフェッサーX、ストーム、ウルヴァリンがおり、のちにビーストが加わった。ビーストは獣化が進む前は高校で登場人物達を教える教師であった。

『X-メン:エボリューション』はセーレムではなくベイヴィル（ロングアイランドにある小さな街をモデルにしている。）を舞台にしている。（ともにニューヨーク州に存在しており、あるエピソードに登場したスクールバスは『ウェストチェスター学区』』からのものだった）さらに、シリーズの初期（シーズン2の最後まで）ではほとんどの人々はミュータントの存在を知らなかった。またこのシリーズでは『ブラザーフッド』が『ブラザーフッド・オブ・イヴィル・ミュータンツ』として知られていないことも重要である。彼らはテロリストやミュータント優越論者のチームではなく、しばしばX-メンと（肉体的、社会的、あるいは哲学的な領域で）対立するはみ出しもののミュータントで構成されている。

シリーズは1990年代のFOXによるシリーズとハッキリした対比してつくられている。シリーズのバイブルは『The Strangest Teens Of ALL』の執筆時にX-メンを原点であるスーパーパワーをコントロールする方法を学ぶ高校生というルーツに戻そうと意図したロバート・N・スキルと（クレジットされていないが）マーティ・アイセンバーグである。FOXのシリーズはミュータントに対する迫害や偏見と闘う自由な戦士という現在のX-メンの役割を反影していたが、X-メン:エボリューションは思春期の戦いへのメタファーとしてのミュータントの力と言うテーマを用いている。

シリーズの外観は総監督のボイド・カークランドと新たなX-メンのコスチュームを制作したアニメーターのフランク・パウルによってデザインされており、原作に忠実なFOXのシリーズ（コミックに対して詳細に描かれている堅いアニメーション）をアニメーションに親和性の高いアニメに影響を受けたコスチュームで置き換えている。

第1シーズンはマグニートーのブラザーフッド・オブ・ミュータントとキャラクターとの衝突に関係するエピソードの他に、新たなティーンエイジバージョンのキャラクターになれてもらうために多くのキャラクターを紹介するエピソードを中心としていた。後期のシーズンでは大部分を敵としてアポカリプスを据え、ニューミュータンツやモーロックス、マグニートーのアコライツを紹介するとともに米国政府を全ての政党に対する敵とした。

シリーズでは数多くの細かい方法でキャノンの歴史の詳細な知識を明かしている。その例として、コンソール装置からのセレブロの進化、初期のシャドウキャットのナイトクローラーを巡る不快感、フォージの意図しない結果を引き起こす装置や科学的における傲慢さなどが挙げられる。ローグは適切な方法でサイクロップスのパワーを吸収している。昔のアニメでは彼女は彼のビームの制禦不能性（脳の損傷によるもので生来のものではない）も一緒に吸収しており、X-メン:エボリューションでは脳の損傷がない場合のスコットのように完全にコントロールしている。『Survival of the Fittest』ではエグゼビアは（原作と違い潜在的なミュータントのパワーを解放したのだと言っているが）ジャガーノートが神秘主義を通して能力を習得したと述べており、『The Cauldron』ではマグニートーは（神秘主義ではなく科学的に発見したとしているが）彼のミュータントの能力を拡張するテクノロジーを同名のサイトラックの宝石から開発している。『Day of Recovery』ではトードはテクノロジーをかなり楽に使いこなしており、『Operation Rebirth』ではマグニートーが子供時代に捕われていた捕虜キャンプは（オープニングショットで）視覚的には（そうであるとは証明されていないが）アウシュヴィッツに似ている。

加えて、ビーストのオリジンはほとんどコミックと同じだが、職業や設定などでは違いがある。メスメロはサーカス団の一員として登場しており、『フェニックス・サーガ』での登場によく似ている。この他、ボリヴァー・トラスク、ニック・フューリー、キャプテンアメリカ、デステニィ、アガサ・ハーネス、アマンダ・セフトンといったサポートキャラクターはX-メンのコミックから受け継がれたものであり、完璧にもとの姿に忠実であるわけではないにせよ、オリジナルに敬意を表したものである。

『X-メン:エボリューション』ではいくつかの楽曲が番組用に製作されている。

• Walk on the Wild SideでのOnly a Girl（ベイヴィルのサイレンのテーマ）
• The Toad, the Witch and the WardrobeでのT-O-A-D（トードのテーマ）
• Rogue RecruitでのWho Am I Now?（Rogue's Theme）
• プロモーションビデオでのWolverine（ウルヴァリンのテーマ）
• 番組冒頭で流れるEvolution Theme（テーマソング）

アヴァランチやミスティーク、ストーム、ガンビット、マグニートーなど幾人かのキャラクターには限定的なミュージカルのような台詞のシーンがある。

X-メン:エボリューションは番組中に多くのリファレンスとカメオを取り入れている。

• シーズン3のエピソード『メインストリーム』でヴァンダルたちが身につけている仮面の1つはマーベルコミックのクラシックなモンスター・フィンファンフームにかなり似ている。
• シーズン3の『Under Lock and Key』では成り行き上あつまったX-メンや若年メンバー、非X-メンメンバーの面々はオリジナルのX-メンチーム（サイクロップス、ジーングレイ、ビースト、アイスマン、エンジェル）である。アイスマンはこれを"Definitely the cool team"と言っていた。
• シーズン3の"Dark Horizons Part 1"というエピソードでローグがキティの部屋に入った時、キティは紫色のドラゴンのぬいぐるみと寝ている。このドラゴンは原作のロッキードでキティの友達である。
• 『Dark Horizons Part 2』でもナイトクローラー、コロッサス、シャドウキャットはX-メンとアコライツが分断された時に結集しており、これは原作でヨーロッパを拠点とするスーパーヒーローチーム・エクスカリバーを元にしたもので、3人はこのチームに所属していた。
• キャプテン・アメリカとニック・フューリーはエボリューションに登場したただ2人の非ミュータントのマーベルスーパーヒーローである。しかしアイアンマンへ言及が『On Angel's Wings』で存在しており、『スタークエンタープライズ』と読めるサインがニューヨークシティーの屋外を舞台とするシーンで見ることが出来、同じエピソードではスパイダーマンことピーター・パーカーが写真を提供するデイリービューグルという新聞をエンジェルが読んでいる。
• さらに、オメガレッドは『Target X』でマーベリックやケストレルについて言及しており、後者を『レイス』と呼んでいた。『Dark Horizons Part 2』ではビーストが解読したヒエログリフでファラオのラマタト（征服者カーンの別名の1つ）について言及されている。
• シーズン1のエピソード『Speed and Spyke』では水泳用プールでの最後のシーンの始まりとクレジットの直前にプロフェッサーが話している時に、昔のFOX版X-メンのアニメシリーズのテーマ曲の最初の数小節がBGMとして流れる。

アメリカではDisney+で配信されているが、日本では配信されていない。