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本作の内容は、全身サイボーグの戦闘技能に優れた少女ガリィが「機甲術」（パンツァークンスト）と呼ばれるサイバネティクス格闘技術を駆使してさまざまな強敵と戦うという、サイバーパンク格闘アクションとでも言うべきストーリーである。一方で、軌道エレベータやナノマシンなどの最先端技術や、ハチソン効果、サイコメトリー、ニコラ・テスラのスカラー波兵器などといった怪しげなガジェットも豊富に詰め込まれている。
ガリィ
声 – 伊藤美紀
本編の主人公。火星で発祥した伝説の格闘技術「機甲術」（パンツァークンスト）の使い手。元の名前は陽子（ヨーコ）。数百年前に大気圏外から地上へ落下するが、奇跡的に一命を取り止め、仮死状態のままクズ鉄町のスクラップの山で眠っていた。イド・ダイスケに発見されて「ガリィ」と名づけられる。ガリィとは、イドが以前飼っていたペット（黒猫のオス）の名前である。8巻でノヴァが仕掛けた仮想現実システム「ウロボロス」の中ではアリタと名付けられ、しばしイドと3人の幸せな生活の幻夢に浸った。
当初は標準的でパワーも無い市民向けモデルのボディをイドに与えられたが、イドを襲った賞金首相手に機甲術の技を使った結果失っている。その後、ハンターウォリアーを志してマカクと初戦で再度ボディを失う。その際にイドのコレクション中で最強の「バーサーカーボディ（手術したのはゴンズ）」をもってマカクを撃破する。クズ鉄町のハンターウォリアーとして頭角を現わし、凄腕の賞金首稼ぎになる。しかし、ユーゴとの淡く幼い恋が最悪の形で潰えた後、モーターボールと呼ばれる格闘球技の選手に転じ、「殺戮の天使（キリング・エンジェル）」なるスター選手にのし上がる。ここで名工の手によるダマスカスブレード（ダマスカス鋼でできた名刀）を得、また生涯忘れ得ぬ強敵との戦いを経てモーターボールの世界から足を洗うが、ダマスカスブレードはその後も引き続きガリィの主要な武器としてガリィと行く末を共にする。モーターボール引退後はバー「カンザス」の仲間らとの日常を謳歌していたが、ノヴァの引き起こした災害を食い止めた結果としてザレム当局によって犯罪者として捕らえられる。この時、ビゴットと交わした超法規的な取り引きで「そのまま処分されるか、またはザレムの手先として戦いに生きるか」の選択を迫られ、TUNED の工作員となる道を選ぶ。TUNED工作員としての彼女はザレムの忠実な手下として働き、人々からは「ザレムの死の天使」と呼ばれるが、そんな中でビゴットに代わるオペレータとして配属されたルゥ、新たな恋人となるフォギア、ノヴァの息子であるサイコメトラー・ケイオスと出会う。
TUNED工作員としての最後の任務であるノヴァ追跡を成し遂げるが、ザレム側からの裏切りを含む一連の流れの中、ノヴァを倒す。しかし、バックアップを残していたノヴァのトラップに掛かって爆殺された。
『LO』以前の無印版では爆殺されたのち、ノヴァによってイマジノス体を与えられ、ルウを救出。ザレム人から脳を奪う「イニシェーション」を阻止するが、ノヴァが行った干渉で中央電脳「メルキゼデク」が発狂。軌道エレベータを含めたシステムが分解する危機を自身を犠牲にして食い止める。5年後、「ナノマン樹」と呼ばれるようになった軌道エレベータの一角で発狂してからも時折正気に戻るノヴァのナノ操作によって生身の人間として再生していたところをフォギアとコヨミに発見される。
OVA版ではバーサーカーボディを得ることはなく、イドが開発したサイボーグボディで戦い抜くことになる。
イド・ダイスケ
声 – 苅谷俊介
クズ鉄町のサイバネティクス医師。普段は人好きのする好青年で、かなり高度な技術を持ち、住民から信頼を得ている。裏の姿であるハンターウォーリアとしては、生身の肉体ながらもロケットエンジン内蔵のハンマーを使い、犯罪者を残虐に刈り取ることを生業とし、その中に充実感や自身の実在を見出しているキリングマニア。当初は殺人被害者から回収されたサイボーグパーツ（娼婦が使っていたもので、優美な彫金が施されていた）を買い取ってガリィに与えていたため、殺人犯と勘違いされた。
かつてザレム市民であったが追放された過去を持ち、額に成人したザレム市民に共通するマークを持っている。外伝「聖夜曲」では真っ当な医術を学びながらサイバネ技術をマスターした医師でなければ食っていけないクズ鉄町に馴染めずにいたが、少女・キャロルとの出会いと別れを経てサイバネ医師として一本立ちした経緯が描かれる。
ガリィに対しては、自身の家族とも理想の女性像とも取れるものを投影し、その生き方に干渉していた。しかしガリィが自分の手を離れてハンターウォリアーに身を転じ、マカクとの戦いで生命の危機に陥った際は、自身も重傷を負いながらも秘蔵のボディを改造してガリィの戦闘用躯体を作り上げた。
モーターボール編以後、流出したバーサーカーボディを買い戻すため訪れたノヴァ邸で、ザパンの暴走に巻き込まれ死亡。ノヴァの手で蘇生するが、その際に知った「ザレム人の秘密」の重圧に耐え切れず自らの記憶を消去した。現在はとある農場でサイバネ医師を続けている。
OVA版ではかつてザレムでも１，２を争うほどの優れたサイバネ医師であったと設定されており、またガリィに対する愛情もより父性愛的なものとして描写されている。時には患者から治療費を取らない事もある良心的な医師で、ハンターウォーリアーを行っている理由も診療所の経営を維持するためと示唆されている。原作と異なってその戦闘能力も高く、ユーゴの末路に激高してベクターのオフィスに単身乗り込んだ際には、彼と用心棒のザーリキを単独で殺害している。
なお、彼のキャラクターにはセルフオマージュとしての原型が存在し、作者が1987年に同人誌で発表した短編漫画『IRON FIST』にその源流を見ることができる。なお『IRON FIST』は作者ウェブサイト『ゆきとぴあ』内で公開されており、イドの服装や武器、そしてその二面性に類似点が見出せる。
単行本は全9巻が発売されたほか、1998年からB5判の愛蔵版（全6巻）が発刊されている。愛蔵版には作品完結後に発表された外伝3本が収録されている。そして、続編『銃夢 LastOrder』への流れに合わせて、結末部分が差し替えられている。2010年6月には新装版（全7巻）が発売されたが、台詞問題により続編の連載は終了し、移籍となった。
『銃夢 LastOrder』の連載終了後、『イブニング』2014年22号より、『銃夢』の前日談および『銃夢 LastOrder』の後日談を描く「最終章」と銘打たれた続編『銃夢火星戦記』が連載中である。
サイドストーリーとしてモーターボール編の外伝的作品『灰者』もある。また、小説版として、川村泰久の『銃夢』が刊行されている。
他メディア展開としては、OVAが2本とCDドラマが発売され、本編完結後にはプレイステーション用ゲームソフトとして『銃夢〜火星の記憶〜』が発表された。また、ハリウッドで『アリータ：バトルエンジェル』が制作された。
海外にもいくつかの言語に翻訳されているが、英語版は『Battle Angel Alita』として輸出されている。主人公の名前「ガリィ」は、英語では Gully（渓谷という意味）になるので「アリータ」に変更されている。
2016年7月、『銃夢火星戦記』第3巻の帯にて、ハリウッドでの映画化が発表となる。
2018年11月、講談社イブニングKCDXより新たに新装版の刊行が始まる。
舞台ははるかな未来、何本ものパイプラインによって天上に繋ぎ止められている空中都市「ザレム」の真下には、ザレムの下部から吐き出された廃棄物の山があり、これを囲う形でゴミを再利用して生きる人々が「クズ鉄町」を形成していた。物語はこの絶望的に荒廃した街から始まる。
天から下がった支柱の末端にぶらさがった格好のザレムの真下には、ザレムから排出されるゴミやスクラップが堆積して山をなしていた。クズ鉄町は、その名の通りザレムの屑に群がるようにして集まった者たちが、スクラップを再生して利用し、独特の工業文化を支えていた。この世界には、その苛酷な生活環境によって狂ったように進化した、極めて高度なサイバネティクス技術が栄えており、人体をサイボーグとして改造することが一般化していた。
ある日、クズ鉄町でサイボーグ専門医を開業しているイド・ダイスケは、スクラップの山から、奇跡的に脳髄が良好な状態に保たれている少女型サイボーグの上半身を掘り出す。彼女は頭部と胸部しか残っておらず、イドの医療によって意識を取り戻しはしたものの、あまりに長い間休眠状態にあったからか、過去の記憶をすっかり失っていた。自分の名前も分からない彼女に、とりあえずイドは前に飼っていた猫の名前を拝借して「ガリィ」と名づけ、失われた腕や足など体の代用品を与えて育て始める。
イドは、温和で腕の良いサイボーグ技術者としての顔とは別に、闇夜にまぎれて犯罪者を狩る賞金稼ぎとしての裏の顔も有していた。極めて治安の悪いクズ鉄町では、ハンターウォリアーと呼ばれる賞金稼ぎのシステムがザレム直轄の治安維持機能の一環として運営されていた。その姿を見て、ガリィもハンターを志し、イドの反対を押し切ってハンターの一人として登録する。そんなガリィのもとには数々のトラブルが舞い込む。闘いになる度、ガリィの脳裡にはなぜか隠された記憶の断片が甦り、彼女は実は火星で発祥した伝説の格闘技術「機甲術」パンツァークンストの使い手であることも分かってきたが、その過去は益々謎の深遠に沈んでいく。
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