概要
TVアニメ初期から散発的に放送されたが、今のように定着したのは1990年代末あたりからである。
しかしネットする局は少なく、視聴できるのは東名阪近辺の住民かCS・BSデジタル契約者程度に限られ、録画機器も貧弱であり（だからこそ円盤商法が成り立った）、この時代の深夜アニメは知る人ぞ知る存在でしかなかった。その後BSデジタルの普及や録画機器の進化もあったが、普及のきっかけとなったのはなんといってもYouTube等への無断転載であった。
当初は大人向けを意識したものが多かったが、2000年代になると、1990年代における子供向けの内容ですら自主規制&少子化で放送が成り立たない状況に陥ったため、昔ならば全日帯だったようなアニメも深夜に亡命するようになった。
こうして2006年前後より大都市と地方関係なく、特にティーン層の支持を得て現在に至る。
原作元は非常に自由で、ライトノベルから、ジャンプ･マガジン･サンデーといったメジャーな少年誌、4コマ漫画雑誌、テレビゲーム、青年漫画や少女漫画etc...果てはアダルトゲーム原作のアニメも複数存在する。また、原作のない完全オリジナルアニメも数多く、そこからさらにコミカライズ、ノベライズ、ゲーム化などのメディアミックスが図られる作品も多い。
放送期間
児童向けアニメと比べると一つの作品につき放送時期は1クール（3ヶ月）から2クール（半年）くらいで、1クールなら全12～13話、2クールなら全24～26話くらい。
大体番組の編成期である4、7、10、1月から開始し6,9,12,3月末に終わることが多い。
そのため、大体3、6、9、12月ごろになると次のクールから始まるアニメの話題が聞かれるようになる。
視聴率
深夜という時間帯であることから、視聴率はそれほど高くなく0.1%に到達しないことも多い。
地上波だと、関東圏（特にテレビ東京、TOKYOMX）や関西圏（毎日放送など）以外の地方局ではほとんど放送されないことと、ビデオリサーチの調査している民放の視聴率は、そもそも関東圏の民放のみを対象にしか調査していおらず、地方の民放については全く調査していないため、視聴率の低下による悪循環を生んでいる。
よしんば放送されるとしても、1ヶ月か、それ以上遅れての放送が当たり前となっている。
時間帯にもよるが、2%あれば合格点といわれ、4%もあれば高視聴率といえる。
ただし、このうち23時台に放送される番組の場合は、同時間帯に放送される番組の平均視聴率の及第点がおおむね7%以上（=23時台の合計視聴率50%前後を主要な放送局の数である7で割ったおおよその数値）とかなり高い水準で求められていることから、視聴者層が限定される深夜アニメにとっては厳しい戦いになりがち。
このことから23時台にアニメが放送される事例は少なく、主に24時台後半以降の放送枠に設定される場合が多い。その反面、BS11では金・土曜日の23時台～24時台での放送に積極的な姿勢を見せている（BS・CS放送での視聴率に関する調査がないが、仮に全国を対象に調査すれば、地上波より高い数字になるかもしれない）。
地上波でのネットワーク局においては日本テレビが2023年10月から金曜23時台前半に、テレビ東京が2022年10月から土曜23時台後半に、それぞれ設定しているほか、TBSも、2024年4月から日曜23時台後半に設定する予定。さらにNHK総合テレビも2016年10月から2018年3月にかけて土曜23時台前半に深夜アニメ枠を設定していたことがある。
編成面での問題点
深夜放送だけあって特有のトラブルが起きやすい。主な例は00年代前半のフジテレビ深夜アニメショックと、00年代後半のテレビ朝日深夜アニメが一時期全滅した問題で、前者は当時のデジタル波工事の影響で放送休止や2話連続放送が多発し、一時期深夜アニメが壊滅する事態にまでなり、後者の原因は不明だが、2007年初頭に突然局の都合で深夜アニメが打ち切られたり、放送話数短縮や、「蒼天の拳」に至っては何と途中話間引き(即ち未放送)が起き、視聴者や関係者を怒らせ、相次いで撤退し、一時期壊滅の事態を引き起こした。
テレ朝に至っては嘗て土曜アニメやテレ朝深夜アニメショック後に編成された火曜アニメが潰された例もあり、最早テレ朝はアニメを重視していない事を証明する事態となった。
上記のショックとは別に、ゴールデンのプロ野球中継等が放送延長されると良くて時間帯繰り下げか、最悪は放送休止になる事もある。
テレビのメイン視聴者が高齢者層のためか、権利関係が複雑なためか、番宣はほとんど行われず、一応自局の番組なのに言及されることもない、アニメ特集ですら省かれているという差別的待遇が長らく顕著だった。黙殺に近い状況にネット住民とマスコミの対立が広がり、韓流陰謀説も唱えられのちのフジテレビ前デモの一因にもなっている。2010年代には社会現象級のアニメについてはそれなりに言及されるようになっている。
全日枠放送の深夜アニメ
「深夜アニメ」の対義語としてよく「全日枠アニメ」という表現がされるが、夜23時台は全日枠に含まれるので、前述のような例は「深夜アニメでもあり、かつ全日枠アニメでもある」と表現するのが正しい。
ただしネットワーク局においては前述したように全日枠内で深夜アニメが放送された事例は極めて少なく、日本テレビ系の「NANA」や「葬送のフリーレン」、テレビ東京系での2009年10月から2013年9月までおよび2022年4月以降の土曜23時台前半のアニメ枠（しかもいずれも休止期間あり）、NHK総合での2016年10月より2018年3月までの土曜23時台のアニメ枠、2020年代におけるフジテレビ系の「鬼滅の刃」（遊郭編以降）など数例にとどまり、独立放送局系アニメがその大半を占めている。
また独立放送局では、放送枠の都合上夕方やプライムタイム枠である夜22時台にこれらのアニメが放送される場合がある。特にTOKYOMXでこの事例が多く、2013年以降はテレビ神奈川、KBS京都、サンテレビなどでもプライム帯のUHFアニメ放映を開始するなど増加傾向にある。
ネットワーク局では夜23時までがいわゆるゴールデンタイム（プライムタイム）に当たり、CM放映料も非常に高額で視聴率争いに一喜一憂している状況にあり、夜23時～深夜0時も全日帯として視聴率三冠王争いの一端に組み込まれている。それゆえ、深夜0時以前の時間帯は視聴率度外視で関連商品の売上を期待するタイプのアニメ作品の放映には向いていないことは想像に難くない。その間隙を縫って、視聴率争いとは無縁でCM放映料も安いUHF各局が、深夜アニメを22時台～23時台へと繰り上げていき、大人のアニメファン層の取り込みを図ったものと考えられる。
この場合、放送時間帯は深夜とはならないが、ターゲットとしている視聴者層や制作体制、放映形態などに深夜アニメと共通している点が多く見られることから「深夜アニメ」と呼ばれる場合がある。
かつてネットワーク局で夜22時台に放送されたアニメ(「ラブひな」など)が「深夜アニメ」に含まれないのは、放送時間帯もさることながら、これらの点においても区別されているため。
放送内容およびそれに関わる問題など
アダルトゲームや、マイナー漫画のようなアニメ化作品は、視聴者層が限られるため深夜放送になりやすい。
しかし意外なところでヒットタイトルが生まれ、原作が注目される場合もある。当たれば大きい一種の博打のようなビジネスである。
かつては夕方の一般アニメでも乳首券が発行されており、流れるたびに全国のお茶の間を凍りつかせたという。しかしクレーマー増加により時代も変わり、朝からプライムタイムまではほとんど健全なファミリー向けアニメしか流せなくなったのが現状になっている。
深夜アニメはその避難所として機能する場合があり、昼間の放送からはなくなったエロやグロが見られる可能性もある。TVCMの広告料も概ね24時半以降（週末は25時以降）最低料金となるため、スポンサーが付きやすく、制作費も安くて済むなどの理由もあると考えられる。
過激なものになるとアダルトアニメ同然の作品に大幅な修正をかけて放送しBD・DVDでは修正を解除すると宣伝して視聴者の購買意欲をそそる商法もある。
ただし、テレビ放送に際してはパンチラに至るまで規制の対象になり、いちいち修正が入るため視聴の障害にもなる。
ただ、あまりに度が過ぎるとBPOに苦情が入ることもあり、女子中学生がアダルトゲームをするという内容があった「俺の妹がこんなに可愛いわけがない」や、少女が残酷に食べられるシーンがあった「魔法少女まどか☆マギカ」はその一例。
特にアダルトゲームが原作であり、露骨な性描写が含まれている「らいむいろ戦奇譚」をサンテレビが夕方に放送してしまった問題については、結果として同局の夕方のアニメ枠の廃枠にまで繋がる問題となった。
にもかかわらず、2014年1月期に「最近、妹のようすがちょっとおかしいんだが。」で女子高生の自慰行為シーンなどを含む内容をプライムタイムに放送してしまい、同時ネットで放送していたTOKYO MX共々再びBPOへ苦情が入ってしまい、2月から深夜枠への移動を余儀なくされた（BS11では最初から27時に放送した）。
逆に京アニ制作の「けいおん!」「響け!ユーフォニアム」など、エログロ要素が薄く深夜放送である必要が無いものも深夜アニメになっている。これは近年、夕方アニメなどの全日帯アニメ枠が減少していることによる大人の事情が絡んでいると思われる。
2010年代あたりからはより低コストで作れるソシャゲと競合したことや、ネット受けを意識したネタの乱発、ネット原作作品（≒素人脚本）の増加などで、もともとの大ヒット作品の映像化を除くとかつてほどの勢いはなくなり（そして意外にもオリジナル劇場アニメが復権しつつある）、アニメ産業の空洞化が叫ばれている状況である。
余談
深夜放送のような内容を含む全日枠のアニメを、ネタとして「深夜○時アニメ」と呼ぶことがある。例として、「深夜34時アニメ」（10時）、「深夜42時アニメ」（18時）など。
作品の一例としては、銀魂、ハヤテのごとく!、ヘボット!等がある。前者2作品は後に深夜枠で放送されている。
ジャンルや作風によってはこういう呼ばれ方をする作品があるのは事実だが、(テレビ局の編成的な都合で)本来であれば深夜枠になっている作品にも「深夜○時アニメ」と当てはめるのは、いわゆるレッテル貼りと変わりがないので、TPOをわきまえて発言するべきだろう。
元が深夜アニメでも、再放送・地方での放送・CSでの放送などでは深夜以外の時間帯に放送される場合もある。
(TOKYOMXで日曜朝に再放送されたご注文はうさぎですか??、ALLOUT!!やEテレで再放送された3月のライオン等)
一方で、元が深夜アニメではない作品が深夜枠へ移動するケース、放送局その物が変わるようなケースも存在する。
(1期日5→2期TOKYOMX深夜枠→3期アニメイズムと関東エリアで枠移動が行われたハイキュー!!はその典型例)
また、最近はネット配信などで時間に関係なくアニメの視聴ができるようになった事から『深夜アニメ』と区切る意味も薄れつつある。無料配信サービスのTVerの登場やリアルタイム配信の開始などもさらに境界を曖昧にしつつある。
