プレスレット
忍者隊員が腕にしている。トランシーバー、緊急時のバードスクランブルなどの機能の外、各人の「バード・ゴー!」という声紋に反応して3,600フルメガヘルツという高周波を発し、各人が普段着ている服をバードスタイルに変化させ、同時に偽装したG-1 - 4号のメカを本来の忍者隊仕様に変化させる。バードスタイルに変身するために普段着る服は特殊加工をしているらしく、メンバーは胸に1から5の字をあしらったTシャツにベルボトム調（ジュンと甚平はストライプ調）のパンツ、決まった靴の姿でしか描かれていない。これは後のシリーズでも同様だが、デザインは各シリーズで異なっている。因みに「II」では、Tシャツの数字が小さくなり、ボトムは時代を反映してか、スリムジーンズになっていた（「II」ではジュンと甚平もボトムはストライプカラーからそれぞれ白とブルーの単色になった）。物語途中でジュンのブーツが脱げてギャラクターに確保され、変身の秘密が暴かれたりもしている。
なお、変身中、ブレスレットを外しただけでは変身は解けないが、壊れた時には変身は解けてしまう。
科学忍者隊の変身のメカニズムについて柳田理科雄の『空想科学読本』では「服やヘルメットが圧縮されてブレスレットに収納されている」、「ブレスレットが高密度になって異常に重くなり、白鳥のジュンも片腕だけ必要以上に鍛えられてしまう」とあり、ガッチャマン関連のホームページでは「某『科学読本』で書いていることは嘘だ」と断言しているものもある（密度が高くなっても、質量、重量が増えるわけでは無い）。
ゴッドフェニックス
G-1号機からG-5号機の5台のマシンが合体した大型偵察・攻撃機。メインのパイロットは、留守番役を兼ねることが多い竜。コクピットは機体のほぼ中央、ドーム部の下にあり、キャノピーは無く専らモニター画像を頼りに飛行・航行する。武器は機体上面に内蔵された連装式のバードミサイル。67話から機体下面に超バードミサイルを二発、追加装備した。最高速度は飛行時マッハ5・水中潜航時40ノット。必殺技は、高速飛行することで大気との摩擦熱により「炎を纏った鳥」の状態となって、敵メカ鉄獣の胴を体当たりで撃ち抜く「科学忍法・火の鳥」だが、これは必殺の技であると同時に空中分解の危険性も孕んだ諸刃の剣である（火の鳥の際には、全ての座席は対Gなどのために前向きになる）。バリエーション技として、火の鳥を発動させた後、各Gメカの合体を解除し、各機が炎に包まれた状態で体当たりを行う、「火の鳥・影分身」がある。なお、火の鳥をはじめとするゴッドフェニックスの武装は、G-1 - 4号までの全てがG-5号と合体しないと使えないのだが、一機不在の機体があった時（G-1・2号が合体していないと外見が変わるため、ベルク・カッツェからそのことを聞いていた敵隊長に、機体が足らないことを見破られてしまいピンチだった）にジュンのヨーヨーで結線して無理矢理にバードミサイルを放ったことがある。
当初、忍者隊はギャラクターの本部発見が最優先事項とされており、任務中の積極的な戦闘は厳しく禁じられていた。そのためバードミサイルの発射スイッチにはカバーが取り付けられ、発射するにはゴッドフェニックスに5人とも搭乗している状態で、かつ南部博士の許可が必要だった。しかしギャラクターの破壊活動は次第に激しさを増し、攻撃開始の判断が遅れることで生じる都市への被害や忍者隊自体の危険も大きくなっていったため、まもなく忍者隊の独断で（博士には事後承諾とする）攻撃を行えるようになった（発射ボタンを無理矢理に押すのは専らジョーの役だが、普段は止め役の健もたまにやっている）。だがその後もギャラクターの鉄獣メカは強力化し続け、ゴッドフェニックスが撃墜されることも度々起きるようになってきた。そして67話『必殺! ガッチャマンファイヤー』ではついにゴッドフェニックスが炎上・大破してしまう。この時の大規模な修復作業の際、ゴッドフェニックスと各Gメカに武装の追加・装甲強化が行われた。
このように、「正義の味方」が操る機械物としては意外にも「弱い」部類に入る。シンプルなデザインで、無敵の強さを持っているわけでもないが、メンバーの勇気と機転で数々のピンチを乗り越え、「科学忍者隊の相棒」という言葉が最も似合う、独特の存在感を放つ人気の高いメカである。
なお、続編「ガッチャマンII」ではニューゴッドフェニックスに役目を譲って引退し、南部博士の別荘に保管されていたが、第47話『必殺！二羽の火の鳥』ではパンドラ博士の操縦で再度登場、新旧ゴッドフェニックスによるダブル火の鳥を披露している。
G-1号機
単座の可変翼ジェット機（翼の稼動は専らゴッドフェニックスへの合体時のみ）。大鷲の健が搭乗。最高速度はマッハ4。普段は健の自家用セスナの姿に偽装しているが、健がガッチャマンに変身すると共にG-1号に変身する。ゴッドフェニックスの尾部に合体し、垂直尾翼・副エンジンを兼ねる。当初は固定武装がなく、専らカメラなどで空からギャラクター基地を探すのが主任務だったが、67話から操縦席の後ろにガッチャマンファイヤーという連装熱線砲を内蔵し、戦闘機として機能するようになった。なお実際には活かされなかったが、設定上は潜行もできる。
G-2号機
レースカー型の高速マシン。コンドルのジョーが搭乗。最高時速1000km。フォーミュラカー状の車体だが、フロントウィングに相当する箇所にはライトが装備されている。普段はジョーの自家用レーシング車（ガスタービンエンジン搭載。市販車改造タイプ）の姿に偽装しており、ゴッドフェニックスの機首部に収納される。先頭部に様々な機材を取り付けることができ、ゴッドフェニックスに合体した状態で使用されることもある。空は飛べない上に水中や水上では使えず（本来は、フォーミュラカー状のマシンにこういうシチュエーション下での運用を求めること自体が酷な話なのだが）、雪山を走るにもG-3号とは違い特殊仕様が必要、と、4機の中では意外にも一番活動範囲が狭い。他の機体と同様に、当初はギャラクター隊員を跳ね飛ばすしか闘う術がなかったが、67話から先頭部にコンドルマシンというガトリング砲を内蔵。各Gマシンの追加武装の中では印象が非常に強い。
余談だが、他の機体は作品によって違いがあるものの、G-1号が飛行機、G-2号がフォーミュラカー状のマシン、という点だけはシリーズ作全てで共通している。
G-3号機
オートバイ型マシン。白鳥のジュンが搭乗。最高時速700km・水上最高時速200km。普段は大型バイク（ガスタービンエンジン搭載）の姿に偽装しておりゴッドフェニックスの左翼端部に収納される。空こそ飛べないが（空中でゴッドフェニックスから切り離し、着地した例はある）オープニングに見られる要に水上を走ったり、劇中では雪山を走ったりと、二輪車としては驚異的な運動性能を見せている。67話からはジュンロケットという連装ロケットランチャーを装備した。なお、このジュンロケットは車体から外し、単体で射撃することが可能。
G-4号機
水陸両用装甲車。ヘリコバギーとも呼ばれる。燕の甚平が搭乗。最高時速200km。普段はバギーに偽装している。ゴッドフェニックスの右翼端部に収納される。装甲車だが偏向式ジェットを装備しており飛行も可能。陸空だけでなく水上、水中や、場合によっては地中での活動もこなす万能ぶり。口状の部分からドリルや回転ノコギリなど様々な機材や武器を繰り出す、何が出てくるか分からない「玉手箱メカ（当時の企画書より）」である。なお、この口状の箇所はそのまま乗降口も兼ねている。67話より甚平爆弾を装備したが、前述の通り武装強化以前から武装を出していたので、他の機体の追加武装ほどは目立たなかった。
陣取り いなか ストメ ワイス さんぼんぎ アント システイン キーホ ワッシャ ネゴシ メモワ パフェ トーキング マラニッ 筆柿 キーノ テレコズ マヨラ プライ ドアミラ リンクサデ ポート エコロジジー エバー ナフタ レポート エス スキトル オーピー マドラサ スパニ パウダー フィル 夏の稲妻 シグサ ツバル タンゼロ ラスバンド アウトカム 黒い塔 ブルンジ ピエール オーバ タリフ ミンス シェルカ スパラ ヌードル モノクロ ミーシー
G-5号機
大型のホバー輸送機。みみずくの竜が搭乗。他の機体のように偽装機能は無く、普段は竜の家のそばにある漁港の海底に隠されている。G-5号自体がほぼゴッドフェニックスの本体そのものなのだが、他の4機を合体させ、回路が繋がっていないと全く本来の性能は発揮できず、火の鳥はもちろん、バードミサイルの発射すらできない。忍者隊の前線基地として機能する最も重要なパーツであり、また単体では戦闘に余り向かない（他の4機は武装が強化されたが、G-5号時に武装が使えないのは変わらなかった）ため後方で待機させられていることが多く、竜はよく不満を漏らしていた（ただし竜が留守番役となっているのは、家族が健在である竜になるべく任務中の危険が少なくなるよう南部博士が配慮したからである）。
鉄獣メカ
ギャラクターの作戦に用いられる巨大なメカの総称。なお当初は「怪獣ロボット」後に「怪獣メカ」と呼ばれ、本作ではサブタイトルに使われることはあるものの、本編では90話で「メカ鉄獣」と呼ばれたのみである。「ガッチャマンII」以降では、本編中および主題歌（「ガッチャマンF」ED「ぼくらのガッチャマン」）に、この語が用いられた。形状は、爬虫類・魚類や昆虫類・甲殻類などの無脊椎動物などの動物をかたどったものが多いが、そうでないものもあり後の「ヤッターマン」などなどに登場しそうな用具類などの寄集め的なデザインのものも一部出てきた。
どうしても他のロボット物の敵役のようなやられ役と思われがちだが、元々忍者隊が戦闘を目的とした隊ではない、という基本設定があるとはいえ、一度はゴッドフェニックスを撃退した機体も少なくはない。第一話での、雨をバックに登場した鉄獣メカタートルキングの格好よさは語り草にもなっている。
余談だが、鉄獣メカを手がけた人物の一人として劇中にオガワラー博士なる、大河原邦男に因んだキャラクターが登場し、「私が折角いいメカを作っても、あなたがめちゃくちゃに…」という趣旨で、ベルク・カッツェに毒ついたシーンが描かれてもいる。なお、番組中にはナカモーラというオガワラーの助手も登場している。こちらも番組のメカデザインを手がけた中村光毅が名前のモデル。