游戏的关卡体系主要由主线关卡和隐藏关卡两部分构成。主线关卡数量为50关，按剧情推进分为五个主题区域，每个区域包含10个常规关卡。从初期的“废土边境”到中期的“工厂核心”，再到后期的“机械堡垒”，玩家将跟随剧情锁不同场景，遭遇从基础机器人到重型机甲的多样敌人。值得意的是，每个区域的第10关均为BOSS关，需击败区域头目才能开启下一阶段，例如“钢铁巨蝎”“电磁守卫”等标志性BOSS，成为玩家通关路上的重要挑战。
除主线关卡外，游戏还设有隐藏关卡。这类关卡不会直接出现在关卡列表中，需满足特定条件才能锁：部分隐藏关玩家在主线关卡中收集全部隐藏道具，部分则需要达成“伤通关”“全连击”等战斗评分，还有的需在特定时段如节日活动进入游戏触发。隐藏关卡共有5个，分布在不同区域，通关后可获得稀有装备图纸、高阶强化零件等奖励，为热衷于探索的玩家提供目标。
综合来看，超合金战记1.6的总关卡数量为55关50个主线关卡+5个隐藏关卡。关卡难度随进度阶梯式递增，从初期的基础机型对抗，到后期需搭配“镭射炮”“导弹阵列”等高阶武器才能突破的密集火力网，玩家需要通过不断升级机甲、优化装备搭配，才能逐步锁全部关卡，体验整的游戏剧情与战斗乐趣。