セガより2008年12月25日に発売されたニンテンドーDS用RPG。
ファンタシースターシリーズの一つで、『ファンタシースターオンライン』の流れを汲みつつ世界観とストーリーを一新した続編。
1人用のストーリーモードのほか、ワイヤレス通信やニンテンドーWi-Fiコネクションによる最大4人での協力プレイが可能。
キャラクター監修で窪岡俊之、メインシナリオ原案で師走トオルと新井輝が外部スタッフとして参加している。
2009年3月25日より、ニンテンドーDSiのニンテンドーDSiウェアとして、ミニサイズに簡略化した『ファンタシースターZERO Mini』が配信された。価格は200DSiポイント。