《洛克人 X8》游戏故事描述了地球未来环境日益恶化而荒废。人类为了实现移居月球的计划而开始建造月球通道的「雅科布计画」,并且在轨道输送带完成后开始正式执行。同时间许多的「新世代思考型机器人」也为了建设基地而被送往了雅科布基地。
由于前作《X7》的 3D 游戏环境制作不佳,并没有受到玩家的好评,因此这一作采用了 3D 画面、2D 横版动作的形式进行,并且摒弃了自《X5》以来继承的下蹲动作、拯救地图中的半机器人要素。游戏中继续采用三名主人公里选取两名进行攻关,并且地图中可以随时切换的「双英雄」系统,并且在此基础上增加了双人合作攻击、等待中的人物会自动回复体力等新系统。