第1期[5]第2期[6]第3期[7]
原作鎌池和馬
キャラクター原案[注 1]はいむらきよたか[注 2]
監督錦織博
助監督橘秀樹（監督補）神保昌登（第7話 - ）N/A
シリーズ構成赤星政尚吉野弘幸
アニメーション
キャラクターデザイン[注 3]田中雄一
サブキャラクター
デザインN/A吉田優子、齋藤佳子
佐野はるか
プロップデザイン岩瀧智高瀬健一寺岡賢司
美術監督黒田友範
色彩設計N/A中村真衣
安藤智美
撮影監督福世晋吾
編集西山茂
音響監督蝦名恭範山口貴之
音楽I've soundイマジン
井内舞子
音楽プロデューサー西村潤土肥範子
プロデュース川瀬浩平、松倉友二
小山直子阿部隆二
プロデューサー三木一馬、木村康貴
中山信宏、藤田敏阿南浩志、志治雄一郎
服部健太郎、金庭こず恵
阿部倫久、礒谷徳知
アニメーション制作
プロデューサー柏田真一郎田部谷昌宏鈴木薫
アニメーション制作J.C.STAFF
製作PROJECT-INDEX[注 4]PROJECT-INDEX II[注 5]PROJECT-INDEX III

制作

主な舞台となる学園都市は、原作では東京西部に位置する設定になっているが[8]、テレビアニメ版では立川駅や多摩センター駅の周辺地域がデザインモデルとなっており[9]、地域と連携した企画も行われている[10]。
主題歌・挿入歌
第1期

オープニングテーマ

「PSI-missing」（第1話 - 第14話）
作詞・歌 - 川田まみ / 作曲 - 中沢伴行 / 編曲 - 中沢伴行、尾崎武士TV版では第16話まで。
「masterpiece」（第15話 - 第24話）
作詞・歌 - 川田まみ / 作曲・編曲 - 井内舞子TV版では第17話から。
エンディングテーマ

「Rimless?フチナシノセカイ?」（第1話 - 第19話）
作詞・歌 - IKU / 作曲 - 高瀬一矢、IKU / 編曲 - 高瀬一矢
「誓い言?スコシだけもう一度?」（第20話 - 第24話）
作詞・作曲・歌 - IKU / 編曲 - 高瀬一矢
挿入歌

「雨」（第12話）
作詞・歌 - 川田まみ / 作曲 - 中沢伴行 / 編曲 - 中沢伴行、尾崎武士
「jellyfish」（第23話）
作詞・歌 - 川田まみ / 作曲 - 中沢伴行 / 編曲 - 中沢伴行、尾崎武士
第2期

オープニングテーマ

「No buts!」（第1話 - 第16話）
作詞・歌 - 川田まみ / 作曲 - 中沢伴行 / 編曲 - 中沢伴行、尾崎武士TV版第16話では不使用。
「See visionS」（第17話 - 第24話）
作詞・歌 - 川田まみ / 作曲・編曲 - 井内舞子TV版第24話では不使用。
エンディングテーマ

「Magic∞world」（第1話 - 第13話）
作詞・歌 - 黒崎真音 / 作曲・編曲 - 井内舞子
「メモリーズ・ラスト」（第14話 - 第24話）
作詞・歌 - 黒崎真音 / 作曲 - 中沢伴行 / 編曲 - 中沢伴行、尾崎武士
挿入歌

「Pray?祈り?」（第23話）
作詞・歌 - IKU / 作曲・編曲 - Barbarian On The Groove
第3期

オープニングテーマ

「Gravitation」[11]（第1話 - 第5話、第7話、第8話、第10話 - 第13話、第15話）
作詞 - 川田まみ / 作曲 - 中沢伴行 / 編曲 - 中沢伴行、尾崎武士 / 歌 - 黒崎真音
「ROAR」[12]（第18話 - 第20話、第22話、第23話、第25話）
作詞・歌 - 黒崎真音 / 作曲 - 中沢伴行 / 編曲 - 中沢伴行、尾崎武士
エンディングテーマ

「革命前夜」[13]（第1話 - 第5話、第7話、第8話、第10話 - 第15話）
作詞 - zopp / 作曲 - 高橋克行、伽羅奢 / 編曲 - 佐々木裕 / 歌 - 井口裕香
「終わらない歌」[14]（第16話、第18話 - 第20話、第22話、第23話）
作詞 - zopp / 作曲 - 佐藤厚仁 / 編曲 - 華原大輔 / 歌 - 井口裕香
評価

「ニュータイプアニメアワード2011」では男性キャラクター賞で上条当麻が4位を獲得している[15]。「ニュータイプアニメアワード2018-2019」では作品賞（TV放送＆配信作品）で7位を獲得している[16]。

「2008年度読者が選ぶアニメキャラ大賞」では新人賞でインデックスが7位を獲得している[17]。「2010アニメキャラアワード」では御坂美琴が2部門でトップ5入り（「強かったで賞」4位、「かわいかったで賞」4位）、「ワガママだったで賞」でインデックスが5位を獲得している[18]。アニメディア創刊記念号特別企画「これが私の神アニメだ！ IN SUMMER」（2010年）では男性キャラクター部門で上条当麻が9位を獲得している[19]。アニメディア創刊記念号特別企画「みんなの推しキャラ THE☆BEST」（2011年）では歴代人気アニメで9位、男性キャラクター部門で上条当麻が2位を獲得している[20]。
各話リスト
第1期

話数サブタイトル脚本絵コンテ演出作画監督
（エフェクト作監）総作画監督
#01学園都市赤星政尚錦織博川上哲也田中雄一
#02魔女狩りの王（イノケンティウス）岩瀧智桜美かつし岩瀧智
#03必要悪の教会（ネセサリウス）橘秀樹山下祐