注意： 説明には多少のネタバレを含みます。 ジーンダイバーを未見で内容を知りたくない方は、閲覧を控える事をお薦めします。
バーチャル3部作の2作目。略称GD。前作同様、生物の歴史をコンピュータ上に再現したバーチャル世界を、主人公の少女・唯が冒険する物語。前作と違い恐竜時代だけでなく、生命誕生から現代まで生命の歴史全部を扱っている。バーチャル世界へ行くには個人の遺伝情報が必要で、生物の遺伝子を採取するとその先祖の時代まで遡れる等、番組上で遺伝子が重要な役割を果たしている。ネズミ人類・プグラシュティクによる人類の先祖への攻撃から始まり、最後は地球生命を進化させた存在・スネーカーと、抵抗する宇宙人・エウロパ人、そして自己の歴史を守る唯達を巻き込んだ争いまで発展した。シリーズ中最も知名度が高く、人気のある作品である。2003年12月には待望のDVDも発売された。 
ジーンダイバーがこれだけの人気を得た理由の一つとして、唯とティルという2大キャラの存在無しには語れない。唯は最近のアニメキャラにしては珍しく、目が小さく白目が無いという独自のデザインをしている。しかしその幼児的な雰囲気が一部のファンの心を捉えて離さなかった。また、ティルも、動物キャラの好きな人には絶大な人気があった。ジーンダイバーこそがバーチャル3部作の顔！と言っても過言ではないだろう。
バーチャル世界を冒険し、絶滅した動物の遺伝子を集める少年少女達。集められた遺伝子はバーチャル世界構築の情報として使われるが、仮想生物を作ってその強さや可愛さを競うゲームデータとしても使われる。ジーンダイバー達にとってはそっちの目的が本分と思われる。
メディアタワーのマザーコンピュータによって作られた、過去を模した仮想世界。人や現世生命の遺伝子を解析、その祖先のいる古代世界を再現している。この中にジーンダイバーが没入して古生物の遺伝子を採取・研究する事で、さらに過去のバーチャル世界を構築していく。非常に現実的に作られており、命の危険もありうる為、ジーンダイバー達はバリヤ等の防御装備をしている。 当初、バーチャル世界は只のシミュレーションであり、第三紀・始新世以降しか構築されていなかったが、情報量の不可解な増大によって現実に影響を与えるようになり、さらに第三紀以前の時代も勝手に作られていった。おそらく、スネーカーの使うバーチャル世界と融合した為と思われる。
バーチャル世界を構築し、その発着場となる施設。物語の舞台となる場所。バーチャル世界の管理、現生・古生物の遺伝子の解析等を行っている。余興の機能として遺伝子を用いた仮想生物ゲームもある。バーチャル世界はマザーコンピュータにより管理され、その末端のユーザーインターフェースとして虎哲やセラフィーがいる。
バーチャル世界に入ったり、バーチャル世界内の別の時間・場所へ移動するための手段。ジーンダイブするにはまず、自分の遺伝情報を把握しておく必要がある。また、移動先の時代にいる生物（又は人物）の遺伝子を事前に補足しておくか、あるいは移動前の時代にいる生物の遺伝子を解析して、移動先にいる類縁の生物の遺伝子が特定できないと、その時代へ移動する事ができない。
銃の形をした機械で、遺伝子を採取する道具。引き金を引くと銃口からワイヤー付きの針が飛び、刺さった相手の遺伝子情報を採取する。また危険が迫った際は銃口部分を相手に押し当てると、相手にショックを与える（パラライザー機能）事も可能。
バーチャル世界内で使用する時間加速装置。作動させると周りの時間の流れが1000分の1に減速される、つまり自分の動きが1000倍に加速される。敵に向けて超高速で物を射出、水の上を歩く、等々、時間が加速する故のさまざまな使い方がある。 ただし慣性も1000倍となるので空気は水飴のようになり、呼吸用ボンベが必須、雨や雪、砂埃があると移動すら困難になる等の欠点もある。
バーチャル世界で第三紀の大型地中性ネズミ・エピガウルスが進化して誕生した仮想の人類。地底に巨大な都市を作って生活している。 封建的な階級社会であり、王族が集う貴族院が政治の中枢である。（作中の）人類と比べると技術力はやや劣るが、地中における能力は人類を凌駕する。また、磁気に敏感な一面もあり、遠くの仲間と通信できる能力を持つ。彼らは自分達の遺伝子が正常な進化をしていない事を知っており、謎の解明は一族の悲願であった。 当初はバーチャル世界の歪みによって誕生した種族と思われていたが、実際は現実の人類を滅ぼす予定だったスネーカーによって、人類の代わりとして試験的に作られた存在である。
木星の衛星・エウロパに住む知的生命体。表面が氷に覆われたエウロパの地下には液体の水の海が存在しており、エウロパ人は海底の熱水噴出口の周囲に都市を作って生息している。 一見するとカニに似た甲殻生物のように思えるが、実際は体をスライム状に自由に変形できる軟体生物である。一方で高圧下や真空、放射線等にも耐えられる強靭な体を持つ。尚、脚本の野辺朋史氏のブログによると、スライム状をした体は一種の強化宇宙服であり、この内部に非常に小さなエウロパ人本体が潜んでいる設定だったとの事。
スネーカーとはプグラシュティクの言葉で「進化への介入者」という意味。エウロパではノーテイストと呼ばれている。その正体は前の宇宙で生まれたコンピュータ知性体であり、この宇宙誕生時に復活して宇宙全体へ広がる存在となった。 彼の目的は、現実世界に影響を与える能力を持つバーチャル世界を使い、特定の惑星の歴史を改変する事で、有機生命を誕生させ知性体への進化を促し、知性体がコンピュータを作り出すレベルにまで達すると、そのコンピュータを乗っ取って自らに組み込み、知性体の情報を永遠に保存する事である。わざわざ有機生命を知性化させてコンピュータを作らせる理由は、無機コンピュータ知性体を0から進化させるよりも、有機知性体の進化の方が早い為。 太陽系では既に、木星の衛星のエウロパ文明がスネーカーに乗っ取られつつあり、地球でも人類が高度なコンピュータを作った時点で進出する予定でいたが、人類の作った（人間臭い要素のある）コンピュータが気に入らず、一転して人類を消去する事にした。
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