セガゲームス(旧セガ)が運営するオンラインRPG。略称は「PSO2」。
ファンタシースターシリーズの一つで、MORPG『ファンタシースターオンライン』の正統続編。キャッチコピーは「終わりなき冒険を、今ふたたび。」「RPGの未来を、君の手に。」。
プレイヤーは惑星間航行船団「オラクル」の調査隊「アークス」の一員として、未知の惑星に旅立つ。1パーティーは最大4人で、最大12人まで複数のパーティー(最大3〜12パーティーまで)が同時に冒険できるエリアがある。
2012年7月4日、メインプラットフォームとなるWindows PC版が正式サービス開始。クライアント(ゲーム自体)のダウンロードは無料、基本プレイ料金も無料で、一部有料アイテムがある(アイテム課金制)。
PlayStation Vita版は2013年2月28日に正式サービス開始。PS Vita版はPC版とほぼ同内容で、PC版と同じサーバーでプレイ出来る様になっている(共用ブロックのみ可能)。2016年からはPlayStation 4版がサービス開始予定。
スマートフォン版として『ファンタシースターオンライン2 es』がある。Android版は2014年4月7日に、iOS版は2014年5月14日にそれぞれ正式サービス開始。「PSO2es」はソーシャルゲームの要素を盛り込んだ簡易的な内容で、プレイデータをPC版とPS Vita版で共用可能。
2016年1月よりTVアニメ『ファンタシースターオンライン2 ジ アニメーション』が放送開始。