概要
1998年10月6日から1999年3月30日までテレビ東京系列で放送された。全25話+ソフト収録のみの1話の構成。
アニメ制作会社は前作担当のスタジオジュニオ(現在のジュニオ・ブレイン・トラスト)からハルフィルムメーカー(現在のゆめ太カンパニー)へと変更されたが、スタッフは前作『セイバーマリオネットJ』(第1期)からほぼ続投されている。
一方で、当時導入され始めたデジタル制作を本格導入したことと、アクションのさせやすさからキャラクターデザインを簡略化したことから、ぱっと見では第1期から雰囲気が変わっている。
原作小説に先んじて「女性復活」が実現したことから、マリオネットの存在意義が問われる中、6大国家の一つ「西安(シーアン)」の野望に間宮小樽たちが巻き込まれる冒険譚となっている。
原作小説でも西安に行くエピソードがあり、楊明や鳳々といったキャラクターも登場するが、設定はかなり変えられている。
タイトルの「toX」には、西安の英字表記の頭文字「X」から「ジャポネスから西安に旅する」の意味と、「トゥーエックス」→「2つのX」→「XX」=女性の染色体の意味が込められているとされる。