テレビアニメ1期
2005年1月から同年6月までテレビ東京系で放送。アニメーション制作はXEBEC。
連載開始から程なくしてアニメ化が決定し、2004年中に行われたイベントにおいてパイロット版が上映（パイロット版はCD「学園生活を快適にすごすシリーズ」にDVDで収録）。ただし、監督は務めていたパイロット版を担当した錦織博に代わり、テレビアニメ本編では宮崎なぎさが担当。
序盤から序盤から作画崩壊が頻発し、原作者すら、自身のホームページの日記においてアニメの出来を批判するほどであった。
第13話で宮崎が監督を降板。以降は羽原信義が新監督となってスタッフの大幅な入れ替えをしたことでで作画の乱れは多少改善されたものの第22話以降オリジナル展開になり、第24話では明日菜が14歳の誕生日とともに死亡し、火葬シーンが描かれたことで、多くのファンにトラウマを植え付けた。
その一方、主題歌「ハッピー☆マテリアル」のCDや、DVDなど関連グッズの売り上げは好調で、翌年の『ネギま!?』の製作に繋がった。
テレビアニメ2期
2006年10月から2007年3月まで放送。テレビ東京系で放送。シャフトによる完全オリジナルストーリー。詳しくは『ネギま!?』参照。
OAD
原作単行本の初回限定版に付属するDVDに収録された。
2008年～2009年に制作の「魔法先生ネギま！～白き翼 ALA ALBA～」と2009年～2010年制作の「魔法先生ネギま！ もうひとつの世界」、2010年制作の番外編「魔法少女ユエ♥」がそれ。
制作は『ネギま!?』と同じくシャフトが担当。これまでのTVシリーズとの繋がりはなく、ストーリー、設定、キャラクターデザインは完全に原作準拠。原作におけるネギま部の結成から、ネギがラカンへ弟子入りするまでをアニメ化しているが、主要な場面を含めてカットされた展開も多い。
劇場版
2011年8月27日公開。6年間続いたシリーズの完結篇。詳しくは「魔法先生ネギま!ANIMEFINAL」参照。
