『テイルズ オブ』シリーズのマザーシップタイトル（本編）13作目にしてシリーズ15周年記念作品。シリーズ初のPS3オリジナルタイトル（PS3での発売自体は、PS3版『テイルズ オブ ヴェスペリア』、『テイルズ オブ グレイセス エフ』に次いで3作目）。 略称は「エクシリア」。もしくはタイトルの頭文字を取って「TOX」。タイトルは数え切れないほどの大数や無数を示す Zillion をもじった Xillion からの造語で “XILLIA” と名づけられ、【未知】の意と【交わり】を表す “X” にも、数え切れない新たな出会いや想いの交差といった意味を込めているという[2]。 シリーズ初のダブル主人公[3][注 1]で、今まで主なキャラクターデザインを担当してきた藤島康介といのまたむつみの両名が同じ作品で、双方同じ数のキャラクターデザインを担当している。 テイルズ独特の固有ジャンル名は「揺るぎなき信念のRPG」。 これまで作中アニメーションはProduction I.Gが担当していたが、本作ではOVA版『テイルズ オブ シンフォニア』を制作したufotableが担当した。