西暦2041年。突如現れた、正体不明の敵「ゼラバイア」が地球に迫っていた。
ゼラバイアの地球侵攻を予見し、密かに対準備を進めていた謎の大富豪、クライン・サンドマンは武装戦隊「アース・ガルツ」を率いて、ゼラバイアに立ち向かう。アースガルツが所有する人型メカ「グランカイザー」に4台の戦闘機「グランディーヴァ」が合体することで巨大ロボット「ゴッドグラヴィオン」が誕生する。
ゴッドグラヴィオンは、その強大な力でゼラバイアを撃退する。だが…。
ション トリソウ コホシュ 砂漠 スタディ イライン リセッセ シミュレ タリオ ドライシ アカネス 晴レルヤ グレープフ イナル タラップ クォーラム ウンセケ ブルート シュガ オートク しむか かんげん ボール 海辺の扉 ブィク バック ミディア 蛍の光 スクリュ 天喜人気 チーズ セラピー ゴリラ コレク ブックパカ テクタイト スローピン サンダー タータン ガイドヒヒ シトリン プリ マップ テークオフ シュビル クイヤン バンド トピック ＳＥＯタウンテニス シーディー
天空侍 斗牙（てんくうじ とうが）
声：福山潤
17歳。グランカイザーのパイロット。身長173cm。
赤ん坊の際、両親を事故でなくしサンドマンの管理下にあった孤児院に預けられる事になり、後述するフェイともそこで知り合いになった。G因子が先天的に極めて強かった（サンドマンが意図的にそういった子供達を候補として選出していたと思われる）。ゴッドグラヴィオン、アルティメットグラヴィオンは彼の「エルゴフォーム」の掛け声により合神を果たす。
幼い頃、サンドマンに孤児院から引き取られ、グランカイザーのパイロットとなるべく訓練に明け暮れていた。以降、城から出たことがなかったため大変な世間知らずで、エイジと出会うまでは同年代の少年と会った事すらなかった。少々天然系で、悪気なく他人のかんに障る発言をしたり、冗談を鵜呑みにしてしまうことなども多い。エイジとはよく行動を共にし、城から一緒に抜け出し遊んだりもしている。普段はとても温厚で柔和な性格だが、戦闘の際には冷徹なまでの戦闘マシンとなる。その為エイジと衝突する事もしばしばあった。これは対等な人間関係を形成できる環境にない状況で、偏った教育を施してしまった事が原因である。
彼のモチーフは童話『ピノッキオの冒険』に登場するピノッキオであり、それゆえ物語では彼が人間になるまでの過程も描かれている。リィルに親切心からある事実を話してしまい、結果リィルを一時昏睡状態にしてしまう。その後の戦闘で更にエイナを失ったショックから一時逃亡、最中にフェイからグラントルーパー隊へスカウトされ、誘いを受けようとした際にエイジの説得で立ち直り戦線復帰、自らが幼い頃にサンドマンと約束した地球を守る「牙」となる事見出す。グランカイザーの力を100%引き出す事が可能な操縦技術はもとより、生身での戦闘能力もかなり高い。
好きな飲み物は、エイジと一緒に城から抜け出した際に知ったコーラで、後にリィルにも勧めたりしている。
なお、主人公としてのポジションであると同時に監督曰くヒロインであり、Wヒーローの一人である。
紅 エイジ（しぐれ えいじ）
声：鈴村健一
17歳。Gアタッカー及びGeoミラージュのパイロット。身長178cm。
両親はおらず、行方不明となった唯一の身内であった姉のアヤカを捜すためにサンジェルマン城に侵入した時にゼラバイアが襲来、成り行きでグランナイツの一員となる。姉を溺愛しているが、直情的な熱血漢で行動力とバイタリティに溢れている。
ことあるごとにトラブルに見舞われたり、たびたび女装するなど様々な体験をしている彼の主観視点によって進む物語展開は多く、もう一人の主人公であると言える。彼との出会いが斗牙の人間的な成長のきっかけとなり、また少なからず他のグランナイツやアースガルツのメンバーにも間接的な影響を与えている。三人のちびメイドには非常に好かれており、良い兄貴分として相手をしている。小説版によれば、エイジ自身は自らをグランナイツを兄弟として仮定した場合の長男であると定義付けている。
作中において斗牙に匹敵するパイロットとして成長を遂げ、グランカイザーに乗り込みゼラバイアを撃退したり、ソルΣグラヴィオンに搭乗しゴッドグラヴィオンとタッグを組んだこともある。Geoミラージュへの搭乗を望まれたのも、グランカイザーのコアである斗牙の強い信頼を得ている為である。ソルグラヴィオンは彼の「エルゴフォーム」の掛け声により合神を果たす。後期『Zwei』の主題歌「紅の牙」は、彼と斗牙をイメージして作られた曲となっている。
脚本家の志茂文彦によると、大張正己監督のお気に入りのキャラクターでもあるらしい。なお、主人公としてのポジションであると同時に監督曰くヒーローであり、Wヒーローの一人である。
城 琉菜（ぐすく るな）
声：池澤春菜
16歳。Gドリラー及びGeoジャベリンのパイロット。身長156cm。
沖縄県出身。G因子の保持者であったためサンドマンにサンジェルマン城に呼ばれ、グランナイツの一員となる。
明朗快活ではあるが、少し乱暴なところがある。幼い頃に出会っていた斗牙に想いを寄せるものの、積極的になれずにいる。リィルの良き親友で、彼女の心に大きく影響を与えた。最終決戦時に「斗牙の隣に立ち、斗牙と同じものを見る事が出来る」のがリィルだと気付き、その胸には複雑な想いが去来した。また、エイジとは喧嘩友達で一緒にいる事が多く、クッキーからはエイジに気があると誤解されているよう。エイジに対しても満更ではないらしく、小説版では、自分がEFAに囚われた際にエイジが来てくれると信じていたり、エイジ本人が本当に助けに来てくれた際に抱きつくなどの展開があった。肌を露出したハイレグレオタードのコスチュームになっている。
なお、母親は病死しており、父親はサンドマンの下でレイヴンとして働いていたがゼラバイア探索に向かい命を落とし、エイジの姉であるアヤカが引き継ぐ事となった。
ミヅキ・立花（みづき・たちばな）
声：浅川悠
22歳。Gストライカー及びGeoスティンガーのパイロット。身長178cm。
グランナイツのメンバーの中では最年長者であり、Gストライカーの操縦のみならず、生身での白兵戦もこなす戦闘のプロ。エイジの姉、アヤカとは親友同士。一見、男を誘惑するのが好きな女性に見えるが実際は簡単になびく男は嫌いらしい。軍人のとしての能力は高い様子。
実は地球統合政府軍EFA（イーファ）と繋がりがあり階級は中尉（少尉）その為後述するフェイとも顔なじみだった、その目的はイーファの為、グランナイツの内部偵察とグラヴィオンの設計データの取得すること(その結果グラントルーパーが完成した)である。その後任務を果たしてEFAに戻り引退状態だったが、アヤカやグランナイツへの未練からエイジや斗牙と共に琉菜を奪還し、グランナイツに復帰する。なお、前述のGナイツを兄弟とした場合ではエイジより年上の長女とされるが、ミヅキ自身は「長女はいつかお嫁に行ってしまう(近いうちにこの城を去る)」と語っており、自身がスパイであることを暗示していた。
酒癖はかなり悪い。爆乳。
エィナ
声：中原麻衣
外見年齢16歳。Gドリラーのパイロット。眼鏡をかけたメイド。154cm。
ドジで失敗も多いが何事にも一生懸命に取り組む性格で、サンジェルマン城のメイド長でもある。斗牙が幼い頃から見守り母親としての役割と果たしてきたため、彼から並々ならぬ信頼を寄せられている。その正体はサンドマンによって作られた人造人間プロトディーヴァであり、その姿は何十年も変わっていない様子。眼鏡をかけているのは、アンドロイドの目を斗牙に見られないようにしているためである。
とある出来事により、消滅してしまうのだが…。
ピンクエィナ
声：中原麻衣
外見年齢16歳。Geoジャベリンのパイロット。実は彼女こそエィナの本体である。月においてソルグラヴィオンとともに眠っていた。性格はコピーと違い前向きで明るい。
髪の色が緑からピンクになり、眼鏡の着用率も低下しているため、かなりのイメージチェンジとなっている。なお、本編では一貫してエィナと呼ばれており、ピンクエィナという名称は一度も出ていない。戦闘時には、大胆で派手なハイレグレオタードタイプのコスチュームを装着する。
リィル
声：桑島法子
14歳。Gシャドゥ及びGeoキャリバーのパイロット。152cm。
第一期当初はアニメ雑誌などで「謎の少女」と紹介され、戦闘には参加するものの、正体は全くの不明であった。サンドマンによって、サンジェルマン城の南の塔に密かに保護されていたが、斗牙とエイジに見つかったのを機に、グランナイツのメンバーやメイド達にその存在が明らかとなる。
初めはサンドマン以外には心を閉ざしていたが、琉菜の優しさに触れ、少しずつ周囲に心を開いていき、ツヴァイの頃には随分、表情も豊かになった。後にエイジの姪にあたるようになるが年齢が近い為、兄のように思っている(実際「お兄ちゃん」と呼んでいる事からそのことがわかる)。前述した、Gナイツを兄弟として見た場合に最も末妹となるのが彼女であり、小説版ではその事に暖かさを感じつつも、サンドマンやエイジを初め、城の皆が気を使っている事に申し訳なさを感じていた。その中で、自分を庇護するだけではなく常に対等の立場で接した斗牙に対しては、心を許し気の置けない間柄となった。
穏和で物静かではあるが、芯は強い。いつもロロットという名前のフェレットを連れて歩いている。
その正体はサンドマンとヒューギ・ゼラバイアの妹ルフィーラの娘である。そのことを知ったことにより一度は昏睡状態に陥るのだが、仲間の説得により伯父と戦う運命を受け入れていく。
サンジェルマン城の住人
クライン・サンドマン
声：速水奨
年齢不詳(外見は設定上30代後半)。メイドの居る城「サンジェルマン城」に住んでいる謎の大富豪。188cm。
本名ジーク・エリクマイヤー。武装戦隊アースガルツの司令官である。司令官としては非常に優秀で、戦闘時にはグランナイツへ冷静に適切な指示を出す。反面、「一度言ってみたかった」と言ってグラヴィオンの合体にあわせて叫んだり、スリッパで卓球をして様々な技を披露したりとかなりお茶目な性格でもある。
オーバーテクノロジーの塊であるグラヴィオンを建造したり、ゼラバイアの襲来を予期していたりと、当初から謎が多かった。ツヴァイでは、それらの謎の真相とともに秘められた過去が明らかになる。なお、劇中においてサンドマンは、18世紀のヨーロッパに実在した謎の男サンジェルマン伯爵と同一人物であることがほのめかされている。実は地球人ではなく、別の星の住人（つまり宇宙人）であり、とある事情から故郷を捨て地球をゼラバイアの魔の手から守るためにやって来た。もともと髪は金髪だったが、G因子を永久新陳代謝機能にしていたため、本来の金髪から紫色の髪になり、仮面によって記憶を継承するレイヴンのサポートを必要としていた。G因子を使う場合不死身では無くなる。少なくとも1000年以上は生きていると思われ、地球の歴史に裏から干渉していた。
なお、同じ大張正己が監督を務める『獣装機攻ダンクーガノヴァ』の第6話にて、フィッツジェラルド大統領と共に出演している。
レイヴン
声：緑川光
仮面の男。180cm。サンドマンの右腕として彼の補佐やグランナイツの訓練を監督し、サンドマンからの信頼は非常に厚い。
常に沈着冷静だが、皆が遊びに行っている時に自分だけ留守番を食らうと壊れ気味になったり、温泉の入浴券を貰って泣きながら喜んでいたりとおかしな所もある。また、酒に酔い、テセラ、マリニア共々、自分達の不遇な立場に落ち込んでいたこともある。
サンドマン同様、謎が多い人物である。
紅アヤカ(しぐれ・あやか)
声：根谷美智子
地球統合政府軍EFAの将校として、ミズキと共にサンドマンの内偵を進めていた。
ミズキとは親友。エイジの実姉である。
テセラ
声：内川藍維
オペレーターメイド。
オペレーターメイド3人娘の1人でリーダー格。しっかり者で苦労性。真面目すぎる性格の為、些細な事で必要以上に思い悩む事も多い。
チュイル
声：高橋美佳子
オペレーターメイド。
オペレーターメイド3人娘の1人。明るく華やかではあり武術も嗜んでいるが、場違いな発言をしてテセラに怒られることもしばしば。3人の中では最年少だが、胸は一番大きい。
終盤のシリアスな展開の中では、持ち前の明るさでムードメーカー的な存在となっていた。
なお、口癖の「ぱよ」はチュイル役の高橋美佳子と大張正己監督のアイデアによるもの。
マリニア
声：水樹奈々
オペレーターメイド。
オペレーターメイド3人娘の1人。良識的で細やかな気配りができるが、濃い目のキャラクターの多いグラヴィオンにおいては地味で今ひとつ影が薄い。
だが真面目な反面人一倍色恋沙汰には関心があり、チュイルやブリギッタといっしょに覗きをする事もあり、自身もアレックスのことをかっこいいと言っていた。
歌うことが好きなようで、サンドマンからカラオケマイクを渡された際には、かなりノリノリになっていた。
ブリギッタ
声：釘宮理恵
ちびメイド。元気でやんちゃな性格。エイジに懐いているが、彼を玩具にすることもしばしば。
エイジとのゲーム対決では負け知らずで、エィナ以外のグランナイツ5人をメイドにしたこともある。
アーニャ
声：間宮くるみ
ちびメイド。礼儀正しく明るい性格。エイジに懐いている。
セシル
声：大前茜
ちびメイド。非常に無口で照れ屋な性格。エイジに懐いている。
クッキー
声：くまいもとこ
護衛メイドの隊長。女性であるにも拘らず戦闘力は高く、大人二人、子供三人を背負って爆走できるほどの力持ち。サンドマンからの信頼も厚く、リィル外出時は運転手も勤める。また、グラヴィオンの戦闘時には、Gフォートレスのメインパイロットを務め、グランナイツの援護を務める事も多い。
トリア
声：桃井はるこ
メカニックメイド。メカをこよなく愛する根っからの技術者。よく機体を大破させるグランナイツのメンバーに頭を痛めている。また、グラヴィオンの戦闘時には、Gフォートレスのサブパイロットを務め、グランナイツを援護する事も多い。夢中になると周りが見えなくなる性格。
ディカ
声：中島沙樹
サンジェルマン城の看護メイド。マッドサイエンティストを思わせるその言動はかなり危うい。
ローザ
声：根谷美智子
秘書メイド。登場回数は全メイド中最少。
EFA関連
フェイ・シンルー
声：千葉紗子
地球統合政府EFA所属。ゼラバイアに対抗するために組織された量産型グラヴィオン・Gトルーパー（グラントルーパー）搭乗チーム「Gソルジャー隊」のリーダーにしてエースパイロット。階級は大尉だがミズキの方が先輩のためか彼女を『お姉さま』と呼ぶ。
その戦闘技術は斗牙にも引けを取らず、優れた運動能力と頭脳を持ち合わせているものの、若さゆえか感情的になりやすい面がある。
幼少期を斗牙と共に孤児院で過ごしており、当時は彼の姉貴分であった。しかし、信頼し敬愛していたサンドマンが斗牙を選び連れて行ったことがきっかけで、両者が自分を裏切ったものと認識していた。(ただし、前期では斗牙は赤ちゃんの頃からサンジェルマン城にいたとされているので、矛盾が生じている)
失意に沈んでいた斗牙をグラントルーパー隊にスカウトするものの、エイジの登場により失敗。その後の戦闘で斗牙やサンドマンを超える為に闘うが力及ばず、ソルΣグラヴィオンに助けられる形となった。その後はわだかまりを捨て、斗牙達を助ける為に力を貸した。また、その戦いの後サンドマンとの再会を果たす。
アレックス・スミス
声：諏訪部順一
地球統合政府軍EFAの空軍将校。ロボットアニメのファンであるらしく、グラヴィオンに対しても特別な感情を抱いている。黙っていれば二枚目だが根は三枚目で、テセラには「頭軽そう」と評された。
重度の女好きであり、作中では女性を口説こうとする場面が多くあった。なお、女装したエイジを男と気づかずに口説こうとして張り倒されたこともある。
優れたパイロットでありEFA軍人としての矜持を持って闘っているが、それだけではなく自らの信念の為に戦う。好物は牛丼と納豆と、かなりの日本通でもある。
ZweiはGソルジャー隊に転属、Gトルーパーのパイロットとなり戦い抜き、最終局面ではグランナイツに力を貸した。階級は中尉。
ジョゼ
声：川田紳司
陽気でサッカーが得意なEFA将校。Gソルジャー隊の一人。女性的な口調のオカマ。階級は不明。
イワン
声：石川英郎
眼鏡をかけた冷静沈着なEFA将校。Gソルジャー隊の一人。計算で物事をあらわすのが癖である。階級は不明。
ハンス
声：くまいもとこ
少し子供じみた所がある、EFA将校で射撃の名手。Gソルジャー隊の一人。ドリルにたいして拘りがある。階級は不明。
ウィリアム・ウォーレス・フィッツジェラルド
声：立木文彦
地球統合政府EFAの大統領。リンダという美人の妻とステファニーという美少女の娘がいる。気さくな人柄であるが、ゼラバイア並に得体の知れない民間人に地球の防衛を委託する事に抵抗を抱いていたのか、サンドマンの行動に対してはZwei終盤まで警戒心を抱いていた。このためEFAのアヤカとミズキを偵察に向かわせ、グラヴィオンのデータを盗ませた。なお、Gトルーパーはこのデータをもとに開発された。
最終的にサンドマンと和解し、アースガルツへの協力を約束した。
名前は劇中では呼ばれず、DVDの特典にてサンドマンによって呼ばれたものである。
なお、同じ大張正己が監督を務める『獣装機攻ダンクーガノヴァ』の第6話にて、サンドマンと共に出演している。
井上
声：浅野真澄
大統領の秘書。EDテロップでは「井上さん」と書かれている。
バーネット博士
声：松本梨香
Gトルーパーの開発者。美人だが気が強く、取っ付き難い所がある。聡明であるものの、瑠菜を試験体にした事を漏らしてしまい怒りを買ってしまったことがある。
ヨシズミ博士
声：うすいたかやす
グラヴィオンやゼラバイアの生態の研究を行っている。
民間人関連
ユミ
声：折笠奈緒美
エイジの幼馴染でありクラスメイト。エイジに気がある素振りを見せる。
カオリ
声：浅野真澄
エイジの女友達でクラスメイト。斗牙を気に入っている。染めたのかあるいは戻したのか、前期と後期では髪の色が違う。
高須
声：山岸功
エイジの友達でクラスメイト。病的なまでのメカマニア。トリアと気があっており、本人も図らずも、女友達をゲットしてしまっている。
大鳥
声：田坂秀樹
エイジの友達でクラスメイト。可愛い女の子が大好き。可愛い女の子に囲まれているエイジの事を羨ましく思っている。
ヒヨコ売りの男
声：石川英郎
都市の路上や温泉街で背中に星模様の付いたヒヨコを売っている、色黒で大柄な男。七色に輝く鳥を飼っていたり、暴漢2人を一撃で倒したりと、謎の多い男である。サンドマンとも面識があるようで、お互いに信頼し合っていたり、彼の結婚式の際には牧師をしていた。
ゼラバイア関連
ヒューギ・ゼラバイア
声：堀内賢雄
「Zwei」にてその姿をあらわしたゼラバイアの指導者と思われる人物。その正体はサンドマンの義理の兄で、彼の婚約者のルフィーラの兄である。とある事件からサンドマンを怨むようになり、元々破壊兵器であったゼラバイアを使い人類抹殺を企む。
ルフィーラ・ゼラバイア
声：桑島法子
ヒューギとともにゼラバイアの監視を行っている女性。実はヒューギの妹でサンドマンの妻、そしてリィルの母親である。本人は他界しており、ヒューギの傍にいるのは彼女のアンドロイドである。
登場メカ
グランナイツ
グランカイザー
全グラヴィオンの中核となる人型ロボット。
かつてサンドマンが開発したグランシグマを元に造られているが、戦闘用であるため「創星機」としての機能はない（グランシグマがあまりにも強力すぎるため、あえて創星機の機能を排除したといわれている[要出典]）。サンドマンの承認により、斗牙の掛け声に寄る「エルゴフォーム」と呼ばれる重力フィールド展開を行う。これによりグランカイザーの持つ武装の攻撃性能をアップさせることができる。グランカイザー単体での「エルゴフォーム」の展開に機体そのものによる時間制限は存在しないものの、搭乗するパイロットへの負荷が高いため、「エルゴフォーム」を発動できる時間は限られている。武装はグラヴィトンアークのみであるため、単独での戦闘時はパンチやキックといった格闘術を用いる事が多かった。また、エルゴフォームの展開時に一瞬の隙が存在し、そこを突かれて窮地に陥ったこともある。
グラヴィオンのパワーはグランカイザーによってもたらされていると言っても過言ではない。
格納庫の地下にはグランカイザー用と思われる武器、および試作型と思われるグランディーヴァがあったが、これらはエルゴフォーム時の負荷に耐えられないために保管されていた模様（試作グランディーヴァは没になったデザインが基になっている）。なお、開発･製造には250年の時間を要した。
基本的には斗牙の専用機だが、一度だけエイジが操縦したこともある。
グランディーヴァ
単独での運用が可能であると同時に、グランカイザーおよびグランシグマと合神することでゴッドグラヴィオンおよびゴッドΣグラヴィオンとなる機動兵器の総称をグランディーヴァという。その操縦にはある程度以上のレベルのG因子を持ち合わせている必要があるため、パイロットは限られていた。
各種グランディーヴァは単体としても既存の兵器より優れた戦闘力を持ち、最新鋭の戦闘機ですらダメージを与えられなかったゼラバイアに対しても有効打を与える事ができた。また、変形する事で海中へ潜行することが可能である。
Gシャドウ
ゴッドグラヴィオン、ゴッドΣグラヴィオンの胸部分になるステルス戦闘機型のグランディーヴァ。パイロットはリィル。
非常に高いステルス性を持ち、光学迷彩を用いて機体を隠蔽することもできる。
Gドリラー
ゴッドグラヴィオン、ゴッドΣグラヴィオンの腕部になる重戦車型のグランディーヴァ。単独での飛行能力を持たないため、出撃時はGシャドウと合体する。パイロットは、琉菜とエィナ。Gドリラーの時にはコクピットがタンデム配置となっているが、合神時には左右に分割するのにあわせて、それぞれの機体に移動する。ユミとカオリのミスで暴走したこともあり、その際にはサンドマンが操縦してゴッドグラヴィオンに合神した。
Gアタッカー
ゴッドグラヴィオン、ゴッドΣグラヴィオンの右脚部分になる攻撃機型のグランディーヴァ。パイロットはエイジ。バイクがそのまま収納できるぐらいにキャノピー部分が大きい。このため、第１話では逃走するためにエアバイクに乗り込んでみたら実はGアタッカーのコクピットでした、というトラップでなし崩しにセラバイアとの戦いに参戦させられる羽目になった。ゴッドΣグラヴィオンに合体する際は、黒を基準としたカラーに色変えされてある。
Gストライカー
ゴッドグラヴィオン、ゴッドΣグラヴィオンの左脚部分になる戦闘機型のグランディーヴァ。パイロットはミヅキ。全グランディーヴァ中最速の飛行性能を誇る。Gアタッカーと同じく、グランΣとの合体にあたって色変えされている。
ゴッドグラヴィオン
地球防衛のためにサンドマンが開発したスーパーロボット。地球を守護する「盾」としての役割を与えられていた。
グランカイザーがGアタッカー、Gストライカー、Gドリラー、Gシャドウの4機のグランディーヴァと「超重合神」することによって誕生する。合神時および合神以降、常にエルゴフォームを発動しているため、高い戦闘能力を誇る。しかしグランカイザー以外のマシンにはエルゴフォームに耐えられる限界値が存在し、「重力子臨界数」という数値がゼロになると強制的に分離してしまう。作中に登場した全メカの中で最も多彩な武器を繰り出す。なお、「エルゴブレイク」の掛け声で分離する。
合体時のバンク映像では、合体時に斗牙の体に激しい負担が掛かっていると思われる描写がある。
各種武装の操作にはスイッチの入力と音声認識方式を併用されている。ちなみに合神後も各コクピットハッチの開閉は容易で、作中では各パイロットが頻繁に移動していた。
初期はサンドマンの意向を汲んで各グランディーヴァには自動操縦システムは搭載されていなかったが、10話から「グランファントムシステム」による無人操縦が可能になった。ただし、グランファントムシステムを用いたまま合神した場合、ゴッドグラヴィオンの戦闘力はグランファントムシステム一つあたり10%ダウンしてしまう。
なお、作中では単にグラヴィオンと呼称されることが多かった。
搭載武器
グラヴィトンアーク
グランカイザーの額のスフィアより発射する重力光線。光線が大気圏外まで到達するほどの威力を持つが、大型のゼラバイアには通じない事が多かった。
グラヴィトンプレッシャーパンチ、グラヴィトントルネードパンチ
機体を脚部のアンカーで固定し、ブースターを吹かしながら照準を合わせ発射するロケットパンチ。両腕を同時に撃つときは頭に“ダブル”がつく。グラヴィトンが略されることもあった。発射後はパンチに乗っているパイロットに操作が任される。プレッシャーは単純に腕を射出する攻撃、トルネードはドリルを展開して撃つ攻撃である。なお、発射後はドリラーパイロットの操作と重力子によるものらしき牽引ビームで引き戻される。
パイルトルネードパンチ
トルネードパンチとして打ち出したレフトドリラーの後ろに、手を開いた形で打ち出したライトドリラーをぶつけ、二機分のブースターで威力を増したもの。接続部に噴射口がないため可能な荒業で、ライト、レフト両パイロットの連携が不可欠。ゴッドグラヴィオンへと合神せずに運用された際に、グランカイザーに下駄のように蹴り出されて使用されたこともある。
グラヴィトンバスター
Gドリラー両脇に搭載された砲を、両手を組んで発射する。作中ではゼラバイアに対してあまり効果がなかった。
グラヴィトンミサイル
Gアタッカーのメインウェポン。全力発射時の掛け声は「グラヴィトンミサイル・フルバースト」
グラヴィティバルカン
Gストライカーと共通装備。近接時の牽制などに用いられた。使用回数は少ない。
グラヴィトンクラッシュ
飛び膝蹴り。ソード、クレッセントを破壊された際、仲直りしたエイジと斗牙が繰り出した友情の必殺技。尋常でない破壊力を持つものの、機体フレームへの負荷も大きい。
グラヴィトンレーザー
Gストライカーのメインウェポン。使用回数は少なく、「グラヴィトンミサイル・フルバースト」とともに撃つ場合がほとんどであった。
グラヴィトンヴァイパー
射出された柄から重力子の帯が伸びる鞭の様な武器。相手を拘束する等の用途で用いられた。
グラヴィティライフル
Gストライカーから射出されるライフル。形状はライフルというより銃身の長い拳銃。
グラヴィトンソード
胸のエンブレムが展開して形成される片刃の剣。「ブレイズアップ」の掛け声で刀身に重力子を纏わせることで、ゴッドグラヴィオン単体最高クラスの威力を誇る「ブレイク・ザン」を繰り出す。「超重剣」のレプリカ。超重剣の登場に伴い使用されなくなる。
グラヴィティクレッセント
Gシャドウの翼からなる大型ブーメラン。威力は「ブレイク・ザン」と同等。照準はリィルが行う。なお、この機能はGシャドウ単体でも翼を刃とする体当たりで活用されている。
グラヴィトンブレイカー
ゼラバイアが対グラヴィオンに進化してきたことを受け、トリアが武装班の協力で完成させた武器。レスポンスには難があるものの攻撃力は折り紙付きとのことだったが、一撃目で刃こぼれし、二撃目で防がれ、砕かれた。
超重剣
しろがねの牙とも呼ばれる剣。第1シリーズ最終話で初めて月からゴッドグラヴィオンのもとに転送された。対象を周囲の空間ごと切り裂き消滅させる超重斬を放てるが、使用と同時に重力子循環も臨界に達してしまう、6人のグランナイツが揃っていなければ使用できないなど制約は多い。使用時にはフェイスマスクを装着する。本来はソルグラヴィオンの装備である。
グランフォートレス
グランカイザー及びグランディーヴァの大型トランスポーター。グラヴィオンを上に載せて飛行することも可能。そのままゼラバイアに突撃することもある。武装はバルカン程度しか装備しておらず、まともに戦闘を行ったことは1度もないが、突撃時に翼に引っ掛けたりしたことはある。被撃墜経験有り。
ソルグランディーヴァ
グランカイザーおよびグランシグマと合神することでソルグラヴィオンおよびソルΣグラヴィオンとなる新型のグランディーヴァをソルグランディーヴァという。
初登場時はソルΣグラヴィオンへと合神していたが、後に分離され、分離状態での運用テストを行った。その際、グランディーヴァより優れた性能である事が判明した。デザインが全体的に直線的かつ重量感があるものとなっており、また、赤を基調としたカラーリングから無骨で強力な後継機、という印象を与える。
なお名称のGeoはジオと発音する。
Geoミラージュ
ソルグラヴィオン、ソルΣグラヴィオンの胸体になる重爆撃機型のソルグランディーヴァ。エルゴフィールドを発生させる機能を持ち、ソルグランディーヴァの中でも最も強力かつ危険な機体である。本来はリィルがパイロットになるはずであったが、リィルに託されたエイジがパイロットを務める事になった。なお、ピンクエィナはこの機体の中で眠りに付いていた。
Geoジャベリン
ソルグラヴィオン、ソルΣグラヴィオンの両腕部になる重戦車型のソルグランディーヴァ。Gドリラーと違い、ドリルは一つしかないが、ミサイルポッドや飛行能力が追加された。パイロットは琉菜とピンクエィナ。
Geoキャリバー
ソルグラヴィオン、ソルΣグラヴィオンの右脚部になる戦闘機型のソルグランディーヴァ。当初はエイジが搭乗する予定であったが、エイジにGeoミラージュの操縦席を譲ったリィルが搭乗する事になる。
Geoスティンガー
ソルグラヴィオン、ソルΣグラヴィオンの左脚部になる戦闘機型のソルグランディーヴァ。パイロットはミヅキ。
Gグラディウス
ソルグランディーヴァが一つに合体した大型戦闘機。超重剣、ソルグラヴィトンノヴァ以外の武装を全て使用可能。エイジがメインパイロットを務める。機体上部にグランカイザー（グランシグマ）を搭乗させる事が可能である。後期10話で、ヒューギの巨大な立体映像にグランカイザーを乗せたGグラディウスを突っ込んでいくシーンがあるが、この時はあえなく跳ね返された。
ソルグラヴィオン
ゴッドグラヴィオンが倒れた時のために開発された、強攻型グラヴィオン。ゴッドグラヴィオンより遥かに高い戦闘能力を持ち、地球を守護する「剣」としての役割を与えられていた。別名紅の牙、太陽神。
グランカイザーがGEOジャベリン、GEOスティンガー、GEOキャリバー、GEOミラージュの4機のソルグランディーヴァと「炎皇合神」を行うことによって誕生する。本機体合神時の掛け声は斗牙とエイジの二人で行う。この姿となることで、グランカイザーは「創星機」と同等の能力を発揮できるようになり、その力は惑星を壊すことも生み出すことも可能とする。ゴッドグラヴィオンと異なり、合神時および合神中のエルゴフィールドはGEOミラージュを中心に展開される。このエルゴフィールドには人の想いを力に変える機能があり、ソルグラヴィオンが高い戦闘能力を発揮できる大きな一因となっている。カラーリングが赤を基調としたものに変更されており、その無骨なフォルムと相まって強大な力を持った存在としての印象を与える。ちなみに、ソルグラヴィオンはグランカイザーだけではなく各ソルグランディーヴァもエルゴフィールドを展開しているため、重力子臨界数が設定されていない。そのため、スペック上は長時間合神することが可能と思われる。開発･製造に要した時間は200年。
搭載武器
ソルグラヴィトンキャノン
ソルグラヴィオンの両肩に搭載された砲。
ソルグラヴィトンノヴァ
ソルグラヴィトンキャノンと胸の超重剣となるスフィアから放ったエネルギーを、正面に形成したレンズ上の重力場で収束・発射する。
ソルグラヴィトンクラッシャーパンチ
命中後、ミサイルを撃ち込むロケットパンチ。打ち出すのは右腕だが、『スーパーロボット大戦Z』では左腕を打ち出している。
ソルグラヴィトンブリンガー
左腕に装備したドリルに炎状のエネルギーを纏って攻撃する。
ソルグラヴィトンスパイラルクラッシャーパンチ
両手を組んで腕を合体させ、打ち出し、回転しながら突撃する。
ソルグラヴィトンミサイル
Geoキャリバーの武装でもある、右脚から発射するミサイル。本編では未使用だが、小説版やスーパーロボット大戦Zにおいて使用している。
超重剣
胸のエンブレムから柄と刃が伸びて完成する、ソルグラヴィオン最強の武器。ゴッドグラヴィオンが使用していたものと同一のものであり、本来はソルグラヴィオン用の武器である。ゴッドグラヴィオンと同様、超重斬を放てるが、やはり使用には6人のグランナイツが必要である。なお、6人が同一機体に乗っている必要はない。
小説版ではゴッドグラヴィオンに準じたクレッセント等の装備も披露している。
グランΣ（シグマ）
セリアスとランビアスの環境を改善させる「創星機」としてサンドマンが開発した機体およびそれを改修した機体。ソルグランディーヴァと合神し、ソルΣグラヴィオンとして月基地に封印されていた。
グランカイザーの原型となっているため非常に外見は似通っているが、性能面では上であり[要出典]、カイザーと同様に武装としてグラヴィトンアークを備える。地球に渡ってから改修が施され、グランディーヴァとの合神が可能となった。しかし、かつての戦闘で破損した左目は未だ修復されておらず、血の涙を想起させる（故郷を破壊した戒めのためにあえて修復していないといわれている）。
なおこの機体を核としたグラヴィオンはやたらと腕を組むポーズを取るという特徴があり、グランカイザーを核としたグラヴィオンと違いフェイスマスクは装備されていない。
なおグランΣのデザインは、グランカイザーのデザイン没案を再利用したものである。
ソルΣグラヴィオン
ゲートゼラバイアのもたらすゼラバイアの大軍を前に力尽きようとしていたゴッドグラヴィオンを救うべく、突如舞い降りた真紅のグラヴィオン。主なパイロットはピンクエイナ、エイジ。
グランシグマがGeoジャベリン、Geoキャリバー、Geoスティンガー、Geoミラージュの4機のソルグランディーヴァと「炎皇合神」することで誕生するが、作中では合神済みで一度登場したのみで、以後、ソルグランディーヴァがグランカイザーと共に運用されるようになったため姿を見せる機会はなかった。
本機の「エルゴフォーム」は人の想いを力に変える機能を持っており、ピンクエィナがGEOミラージュのパイロットを務めた際には、彼女の愛の心からマインドフィールドを発生させ、中破したゴッドグラヴィオンをほぼ瞬時に修復してみせた。
惑星一つを破壊できるグランシグマをコアにして、グランディーヴァの強化型であるソルグランディーヴァと合神しているため、その戦闘能力はゴッドグラヴィオンを遥かにしのぐ。また、エイジとエィナの二人だけの操縦ですら大量のゼラバイアを一掃しており、この形態での戦闘力は、グランカイザーをコアとしたソルグラヴィオンよりも上であることが推測される。この機体を生み出したサンドマンですらも、「最凶のグラヴィオン」と称していた。
なお、大統領はこの機体を「究極のグラヴィオン」、スミスはこの機体を「グレートグラヴィオン」と、それぞれ胸の中で呼称しており、前者についてはサンドマン自ら先述のように訂正されている。
また、常にフェイスマスクを装着しているソルグラヴィオンとは違い、グランΣをコアにしているためマスクは装備されていない。
搭載武器
ソルグラヴィトンアーク
額のスフィアから放つ重力光線。ゴッドグラヴィオンのものとは段違いの威力であり、敵ゼラバイアの群れをなぎ払った。
超重剣
胸のエンブレムから柄と刃が伸びて完成する、ソルΣグラヴィオン最強の武器。
ゴッドグラヴィオンと共に使用することで真超重斬という広範囲への超重斬を放つ事が可能。
ゴッドΣグラヴィオン
グランΣとグランディーヴァ4機が「超重合神」した姿。カラーリングが黒を基調としたシグマ仕様になっている（GアタッカーとGストライカーのカラーが青から黒に変わっている）。パイロットはサンドマン。1人で操縦する都合上、シグマ仕様のグランディーヴァにはグランファントムシステムを搭載している。
カラーリングを除けば性能、外観共にゴッドグラヴィオンと大差がないが、本機はパイロットがサンドマン1人であるにもかかわらず、グランナイツ6人が搭乗したゴッドグラヴィオンと同等の力を発揮していた。
搭載武器
グラヴィトンランサー
ソルグラヴィオンの実戦投入に伴い、パイロット全員がソルグランディーヴァに移動したことによって超重剣が使用不可能となったため、代用として搭載された武器。しかしそれは代用とはいえないほどの威力を持つ。ゴッドΣグラヴィオン（グランΣ）の両腰に収納されている。相手をΣの文字に斬る「グラヴィトンブレイク」が必殺技。
神剣バルムンク
DVD「グラヴィオンツヴァイ」のBOXパッケージでグランΣが持つ武器で、サンドマンが持つ杖と同じ形をしている。スタジオハーフ･アイから発売していた「最小変形ゴッドΣグラヴィオン」の通販特典として付属しており、クリアパープルの刀身に付け替える事ができる。
本編未使用だが、ゲーム『スーパーロボット大戦Z』においては超重剣を除くゴッドグラヴィオンの各武装が全て使用可能となっている。
アルティメットグラヴィオン
グランカイザー、グランΣ、グランディーヴァ4機、ソルグランディーヴァ4機の、計10機が「最終合神（最凶合神）」することにより誕生する、最強（最凶）にして最後のグラヴィオン。本機の合神はサンドマンの承認を受け、斗牙の掛け声と共に行われる。
右腕と両足にドリル、左腕に超重剣、腰にグランΣの脚部が変形したキャノンを装備しており、ソルグラヴィオン以上に戦闘に特化した姿となっている。
グラヴィゴラスから重力子エネルギーをチャージして放つ必殺技「超重炎皇斬」は、発動時にアルティメットグラヴィオンが黄金色に光り輝き、火の鳥のような姿と化し敵に突進、一刀両断するものである。その威力はすさまじく、ゼラバイアの本星「ゴーマ」を一撃で破壊した。イワン曰く「もはや計算不能な強さ」。
『勇者シリーズ』や『スーパー戦隊シリーズ』などのお家芸である、いわゆる「グレート（スーパー）合体」に近い構成をしているが、一般にグレート合体が前期機体を中心に後期機体が追加武装･装甲となるのに対し、アルティメットグラヴィオンの形状は後期主役機であるソルグラヴィオンを中心に、肩部にGアタッカーとGストライカー、腰部にGシャドウ、下駄にGドリラーを接続し、バックパックに変形したグランΣを背負う形をとっている。このため、外観もややソルグラヴィオンに近いものとなっている。ただし、下駄になるGドリラーの大きさが異なっていたり、アルティメットの胸アーマーがいきなり出現してソルグラヴィオンの胸に装着されるなど、合神時に関して不可解な箇所がある。
本編への登場は僅か数分にも関わらず、ファンからの高い人気を集めている。ゲーム『スーパーロボット大戦Z』では使うことはできないが、超重炎皇斬使用時に姿を見ることができる。なおゲーム中では、超重炎皇斬はソルグラヴィオンとゴッドΣグラヴィオンとの合体攻撃となっている。
スタジオハーフ・アイのソルΣグラヴィオンにはオリジナルの武器「超重弾劾剣」が付属しており、アルティメットグラヴィオンに持たせることができる。超重弾劾剣のデザインは大張がこのアイテムのために描きおこしている。
グラヴィゴラス
サンジェルマン城の真の姿である、超巨大宇宙戦艦。元々城であるが故に居住性は高い。主砲や艦首のドリルなど、数多くの武装を持つ。しかし、本編中ではゼラバイア本星からの衝撃波を防ぐことに尽力しており、その他の行動はほとんどとらなかった。
発進の瞬間まで、サンドマンとレイヴン以外、誰一人としてこのグラヴィゴラスの存在を知らなかった。グランシグマ（グランカイザーでも可能）を中枢に接続することで大気圏を離脱可能。
EFA（イーファ）
トライザム
ゼラバイアのデータを元に、対ゼラバイア用兵器としてEFA技術部が独自に開発した人型機動兵器。シミュレーション映像ではかなりの活躍を見せていたが、肝心の実戦では迂闊にも無人の状態でゼラバイアが強襲して来た為に、反撃も出来ずに破壊されてしまった。「Zwei」では後継機であるトライザム02が登場しているが、パワーアップしたゼラバイアの前では完全に無力であり、登場して数秒で破壊された。
グラントルーパー
「Zwei」にてEFAが製造に成功した、量産型グラヴィオンと言うべき機体。戦闘機から変形する。フェイ機のみメインカラーが白で残りはグレーで、さらにそれぞれパーソナルカラーがある。武器はそれぞれのパイロットが得意とする1種類（もしくは2種類）のみが装備されている。また、5機全てのジェネレーター出力を結集することにより、グラヴィトンアークの1.5倍の威力をもつ重力光線「ライトニング・デトネイター」が使用可能。
フェイ機
パーソナルカラーはレッド。隊長機であるためか、他の4体とは頭部の形状が大きく異なっている。
搭載武器は弓矢型の銃「グラヴィティアロー」とブーメラン型の武器「グラヴィティラング」。
アレックス機
パーソナルカラーはブルー。
搭載武器は手に持った銃から放つ「グラヴィトンビーム」（8話の戦闘ではアレックスの妙な発言のせいで音声認識が曖昧になったせいで、点線のようなビームになってしまい、威力もさっぱりだった）。
イワン機
パーソナルカラーはオレンジ。
搭載武器は肩のミサイルポッドから発射する「グラヴィティストロングミサイル」及び特殊弾頭の「グラヴィティラプション」。
ジョゼ機
パーソナルカラーはグリーン。
搭載武器は両肩のパーツを合わせたボールを蹴り出す「グラヴィトンメテオシュート」。
ハンス機
パーソナルカラーはスカイブルー。
搭載武器はドリルから繰り出される「ドリル・ブリンガー」及び「ドリル・クラッシャー」。
ゼラバイア
突如地球に飛来した謎の金属生命体。殆どが異形の姿を持っており、一度特定の攻撃で破壊されても、その攻撃に対して強い特性を持つ｢学習型｣と、出現した地域の特徴に合わせて進化する「対応型」（こちらは「Zwei」にて登場。）の２種類のタイプがある。なお、名称は学習型は名称不明、対応型は○○ゼラバイア（ともに公式HPにおいて）だったが、スーパーロボット大戦Zに登場したゼラバイアは全て正式な名称が付けられた。
ゼラヴィオン
ヒューギ・ゼラバイアが創星機を制御するために作った最強のゼラバイア。滅亡した惑星セリアスと惑星ランビアスのエネルギーはこのゼラヴィオンに内包されており、その圧倒的な力でソルグラヴィオンすら圧倒した。青い炎に金色のグランディーバが合体したような姿をしており、赤い炎であるソルグラヴィオンと対をなす姿を誇る。ヒューギの姪であるリィルを感知すると機能が停止することが唯一の弱点。正式名称は「業魔王ゼラヴィオン」。必殺技は、非実体剣のゼラヴィトンソードと、口から放つゼラヴィトンアーク。
ZweiのOPではゴッドグラヴィオンやアルティメットグラヴィオンと戦っているシーンがあるが、本編ではソルグラヴィオンとしか戦っていない。また、大張監督はDVD特典のブックレットにおいて、「ゼラヴィオンにグランΣを合体させたら最強になる」と語っている。
ちなみにアニメでは無人運用だったがスパロボZではヒューギが乗っている。
ゴーマ
ゼラバイアの本拠地である巨大な惑星。実は惑星そのものが超巨大ゼラバイア「ジェノサイドロン」であり、最終決戦では真の姿を現した。
主であるヒューギを失い、暴走して地球を消し去ろうとしていたが、アルティメットグラヴィオンの超重炎皇斬の前に敗北。これによって、ゼラバイアは完全に全滅した。