概要
略称と英語名はS.U.E.I.(Shinkansen Uitra Evoiution Institute)。新幹線の先頭車両を簡略化したシンボルが目印。本来は次世代型新幹線の技術開発、運行、ダイヤと乗客の安全を追求していた官民一体型の組織。地方にはそれに付属する専用寮や総合病院なども建てられている。初代所長は八代イサブロウ、現在の総指令長は東スバル。基本の研究母体は大宮の鉄博地下から始まっており、比較的経験年数は経っていない(ホクトが超進化研究所に勧誘されたのはハヤトが誕生して間もない頃)。表向きは施設職員として場内アナウンスやコンシェルジュとして働き、場合によっては何らかのアクシデントで他の支部へ出張助っ人として赴く(指導長や指令長も例外ではない)。
だが、劇中より10年前に起こった巨大怪物体『ファーストエネミー』の大襲来は国家や警察が予想打にしない不確定要素の警鐘となり、その教訓を契機に、対抗する打開策と不安を解消する受け皿として国家戦略に基づき、近未来テクノロジーが結集、研究開発されはじめていた理由から白羽の矢が立てられ、捕縛フィールドや光のレールなどはその成果を体現したものである。それらの表簿に『国土を守る』使命も追加された。主要スタッフの多くは下は20代前半頃の若者から、上は定年より上の世代達で構成されている(あくまでもシンカリオン運転士が10代前後の子供たちに占められるまでのことではあったが)。
ホクトが所属するのは東日本指令室と呼称され、さいたま市の鉄道博物館地下に設置(大沼北海道指令長は大宮支部と呼び、以降此方で呼称される)。メンバーの大半がT大卒とされる(第3回夏のシンカリオン感謝祭2019より)。この他に北海道北斗市市渡、名古屋港近く、京都市内のどこか、門司港レトロの片隅の4箇所の地下にも置かれる。但し、『地の底より這い上がりし種族キトラルザス』との戦闘激化で開設、再編したばかりの地方支部もあり、総合指令室もこれらとは別の場所に存在する(1話でハヤトが言った何気ない台詞が伏線らしい。基本的には各支部にシンカリオン数体を配備。基本的に地下に施設が建てられており、構造は似通っているが、壁伝いに描かれたラインで判別する(北海道は黄緑、東日本は緑、東海は橙、西日本は青、九州は赤)。
また、全国の新幹線のメンテナンスセンターの所在する場所（例えば山形市）に支部を設置している。さらに日本国内のみならず、海外（おそらくミュールーズかニュルンベルクかヨークか、はたまたグリーンベイか?）にも支部を置いている模様。ただし海外の支部に関してはアニメシリーズでは全く触れられていない。
地方支部に属している場合は表記では支部だが、正式名称は分室となる(山形分室は東日本指令室エリアに属してはいるが、在来線を走行するミニ新幹線区間を走行出来ないE5はやぶさらを補う為の設置でE3つばさを特別に配備させているものの、秋田側にシンカリオンは置かれていない）。
発足当初は超進化速度実現に向けて1握りのスタッフのみで立ち上げられ、巨大怪物体出現後シンカリオン開発チームが編成、後に巨大怪物体進化行動研究チームなど様々なセクションが組織内には分岐、増併設され、人類の叡知の結晶であるシンカリオンや巨大怪物体に関する情報は開設当初は家庭内を含めて公には極秘扱いだが、海外の研究機関に於いてはこれらの注目が集まっていると倉敷ヤクモがフタバに語っている。
しかし、地上侵攻を進言したキリンとの交渉が決裂、ブラックシンカリオンオーガとブラックシンカリオンナンバーズを用いて都庁を襲撃した件により、その存在が明るみに出てしまうも、柔軟な思考ではない国家権力の逆手をとってアズサがこれ迄撮り溜めておいたシンカリオンに関する動画を全国配信して世間一般に認識させる事に成功するも、情報統制によって規制しながら数年経った続編では『テツドウダー』と呼称するロボットで呼ばれ都市伝説として収まっており、支部自体も都市部防衛網兼待機所として各地に増やし作られている。
非常事態の総合指令室は東京駅前とその周辺を防衛する為に玄関口のビル群が地下深く沈み、道路部分が要塞の如き機械壁面部分が露出、捕縛フィールドが使えないシンカリオンが直接戦闘をする東京駅・中央迎撃システムへと変形する。カイレンが東京へ黒い貨物列車で直接乗り込むのが東日本指令室で判明した為に、総合指令室の許可を承認され起動する。
キトラルザスの分派である『ヴァルハラン』との戦いに終止符を打って以降は平穏日々が続いた理由から防衛機構の見直しにより縮小され、万が一の備えから新型であるシンカリオンZの配備と、支援機『ザイライナー』の製造計画へシフトを切り替えたが、新たな敵対組織『テオティ』による戦闘の意思表示と、各地に眠るクサビ石の究明に伴い再始動した。
余談
TVシリーズ主題歌「進化理論」では、主題歌を歌うBOYS AND MENの衣装に新幹線などのモチーフが取り入れられているが、衣装のネクタイをよく見ると「超進化研究所」の英語ロゴが入っている。
