本作為NDS上第2款超級機器人大戰系列遊戲。全36話/49關。 本作的最大特徴，是參戰作品大都以2000年代比較新的作品為中心，主打較年輕的市場。 製作人寺田貴信表示，標題的「K」除了表示攜帶機（KEITAIKI）外，亦是故事中一個關鍵字。
原創機體
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レヴリアス
Reverius- 高度: 22.4 m
- 重量: 47.9 t
- 惑星アトリームの防衛隊の主力機。ミストの搭乗機は、惑星アトリームの遺跡で発掘された「クリスタル・ハート」を搭載した改良型と説明されていたが、実はミストの搭乗機こそが「クリスタル・ハート」を搭載した2,000年前の本来の仕様で復元（デッドコピー）されたオリジナル機である。アトリームでの戦いにおいてもう一機のオリジナル仕様機であるエルリックの機体は大破してしまったため、現存するオリジナル仕様機はミスト機のみ。
半永久機関である「クリスタル・ハート」を搭載しているため基本的に補給は不要で、2か月も無整備で森の中に隠匿していたにもかかわらず支障なく戦闘をこなしている。
接近戦から遠距離戦まで対応できる武装を持ち高い汎用性を誇り、背部の大出力ブースターにより高い機動性・運動性を発揮する。ただし装甲はあまり強力とはいえず、セリウスもしくはセルケリウスのサポートが必須である。各部にオプション装着用のハードポイントが設置されており、無謀な任務の遂行にも一役買っていた（劇中の台詞で確認できただけで漁業パック、深海探査スーツ、削岩アーム、消防アーマーなど）。
なお、レヴリアスを初め、アトリームの機体の武器名はバーやカクテルの技法や道具の名前から取られているものが多い。
レヴリアスの武装には全てトドメ演出が存在する。
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セリウス
Serius- 高度: 21 m
- 重量: 43.1 t
- レヴリアスのサポートを目的とした量産機。レヴリアスの対となる機体、セルケリウスの簡易量産型といえる。アンジェリカの搭乗機は「クリスタル・ハート」を搭載し評価実験が行われていた機体。オリジナル同様修理・補給装置を搭載し、装甲が脆弱なレヴリアスをサポートするために強力な装甲を持つ。両肩のパーツはクリスタル・ハートのバリアを展開するシールドであり、オリジナル機の「フィデース・レイ」システムに該当するが、発射機構はオミットされている。中盤でクリスタル・ハートが暴走を起こし、修復不可能なほどに損壊した。レヴリアスとの連携攻撃が可能。
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セリウスII
Serius II- 高度: 21 m
- 重量: 42.8 t
- 惑星ベザードに漂着したセリウス（アンジェリカ機とは別の機体）を改良した機体で、惑星ベザードで御神体として奉られていた「神の石（=クリスタル・ハート）」を搭載している。性能はセリウスと同等。レヴリアスとの連携攻撃も当然可能。惑星ベザード漂着時に惑星アトリーム防衛隊で運用していた基本モーションデータがほとんど破損していたため、ミストとシェルディアが何度か調整したらしいが、かなりトンチンカンな改造をしたため、動いているのが不思議な状態が続いていた。のちに中破し修理され本来の機能を取り戻す。展開次第ではセリウスの代わりにこちらがなくなる。やはり修理・補給装置搭載。初登場時にはダリウス軍にいた。
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セルケリウス
Selkerius- 高度: 22.8 m
- 重量: 62.5 t
- セリウスのオリジナル機で、頭部はセリウス及びセリウスIIから2本のアンテナをオミットした様な形状をしている。レヴリアスとの合体機構を搭載しているが、連携攻撃は不可能となっている。
サポート機とはいえ武装は充実しており、前線での運用に耐える機体となっている。装甲もセリウス以上に強力で、機体そのものの防御力も高い上に「クリスタル・ハート」のバリアを使用可能と、防御面において充実した性能を誇る。遠距離戦重視の機体だが、両腕の「トゥインクル・セイバー」で接近戦もこなす上に、攻撃の締めに突撃を多用する。本来はアトリーム防衛隊に配備されるはずだったが、後述するソルヴリアス合体におけるリスクを知った開発陣により、意図的に復元が遅らされていた。結局、防衛隊には配備されず、イディクスに回収された。
イディクスの月面基地において発見されるも、「クリスタル・ハート」がなく動かすことができなかった。ただし、イスペイルによる実験の痕跡として、イディクスが使用するコンバータを搭載している。いずれかのセリウス大破後、それに搭載されていたクリスタル・ハートを移植。その後度重なる修復・調整を経、搭乗機を失っていたパートナーに渡された。
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ソルヴリアス・レックス
Solvlius Rex- 高度: 30.6 m
- 重量: 110.4 t
- 「レックス」は、レヴリアスの下半身が股間部から分割し、「レックス」の両腕になり、セルケリウスのスタビライザーが、「レックス」の両脚になる。腰部背面にはセルケリウスの下半身がエアユニットとして接続されスラスターとして機能する。なお、設定上はこの形態でもステアード・システムやグルーヴァイン・バスター、フィデース・レイを使える。
搭乗者の感情次第では無限の力を発揮することが可能だが、それは同時に搭乗者に無限の負担がかかる（＝搭乗者の死亡)ことを意味する。
レックスは全ての武装にトドメ演出が存在する。 レヴリアスとセルケリウスが合体したロボット。
2種類ある合体形態のうち、レヴリアスの特徴を見せる攻撃に長けた形態である。上半身がレヴリアス、下半身がセルケリウスで構成されている。2000年前における惑星クルスの内乱において、『クリスタル・ハート』を用いていた陣営の主力機動兵器だった。
合体により搭載されている『クリスタル・ハート』は2基となり、エネルギー源である搭乗者も二人になることで出力はレヴリアスの比ではなくなっており、搭乗者の感情エネルギー次第では無限の出力を引き出すことが可能である。この形態での『クリスタル・ハート』は搭乗者の感情エネルギーに応じて攻撃力を上昇させる反応を見せる。攻撃手段には感情エネルギーが多く使われており、最大の攻撃力を誇るリグレット・バスターに至っては、搭乗者の感情エネルギー次第で相手の精神を消滅させることすら可能である。利用できる感情エネルギーは搭乗者のものだけに限られず、外部で集束した感情エネルギーを受け取って使うことも可能である。
感情エネルギーの消耗により搭乗者には生命にかかわるほどの多大な負担がかかるため、2000年後のアトリームではセルケリウスの復元を意図的に遅らせることでソルヴリアスを封印していた。
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ソルヴリアス・レギーナ
Solvlius Regina- 高度: 27.4 m
- 重量: 110.4 t
- レヴリアスとセルケリウスが合体して完成するソルヴリアスのもう一つの形態。こちらはソルヴリアス・レックスとは逆に上半身がセルケリウス、下半身がレヴリアスで構成されている。
この形態では主にセルケリウスの特性である防御力や索敵能力が発揮され、大幅に強化される。機体の防御力に関しては、「クリスタル・ハート」のバリアの存在もあるが、バリアのエネルギーそのものを機体の表層全体に張り巡らせて装甲代わりにしているため、華奢な外見に反してかなり頑丈である。
また、武装の面においても優れており、ソルヴリアス・レックスにおける武器の出力と同様に搭乗者の感情エネルギー次第で効果範囲や精度、指向性の他に各種性能が飛躍的にアップする。攻撃力こそソルヴリアス・レックスには及ばないものの、各種異常を引き起こさせる特殊な攻撃を得意とする。
合体によりクリスタル・ハートが2基になり、エネルギー源であるパイロットも二人となるためセルケリウスより遥かに高出力である。一方で搭乗者には生命にかかわるほどの多大な負担がかかる。そのため2000年後のアトリームではセルケリウスの復元を意図的に遅らせることでソルヴリアスを封印していた。
