Atomówki Z to trzy superbohaterki o imieniu Momoko Akatsutsumi, Miyako Gotōkuji i Kaoru Matsubara, początkowo normalne 13-letnie dziewczynki mieszkające w Tokio ze swoim ojcem, profesorem Utonium i gadającą hybrydą psa i chomika o imieniu Ken-chan. Zostali przypadkowo nasyceni esencją Chemical Z w tym samym czasie, gdy eksplozja fabryki chemicznej tworzy złoczyńcę Fuzzy'ego. Po otrzymaniu supermocy stają się bojownikami z przestępczością i muszą pogodzić swoje bohaterskie obowiązki z życiem zwykłych uczniów gimnazjum.
Powerpuff Girls Z była pierwszą adaptacją anime amerykańskiej serii Cartoon Network, a przy jej produkcji pomagała firma produkująca animacje TMS Entertainment, która wcześniej współpracowała z Cartoon Network przy takich projektach jak Teen Titans i Justice League Unlimited. Serial otrzymał w większości pozytywne recenzje od krytyków, chwaląc animację, projekty postaci i humor, choć krytykowano go za zbytnie podobieństwo do oryginalnej serii.
Po sukcesie Powerpuff Girls Z otrzymało dwie serie spin-off:Demashita! Atomówki Z powraca (2006–2007) i Atomówki Z:The Movie (2007). Serial został zaadaptowany do kilku mang, zabawek i gier wideo, a także został nazwany w języku angielskim i wyemitowany w Cartoon Network w Europie, Azji i Ameryce Łacińskiej.