盖亚奥特曼的变身，除了盖亚之光的力量是必要之外，高山我梦的意志也是关键要素。当高山我梦的意志十分坚定并到达某个程度时，也能在不使用蓝宝锥的情况下变身。
特殊变身：
第1话
高山我梦在进行粒子加速领域的实验时，被地球的意志选中，进入未知世界中与大地之力化身的光之巨人·盖亚相遇。随后，在XIG被戈布的战力压制时，高山我梦的意志再次和大地之光相呼应，渴望获得巨人的力量拯救地球的高山我梦与大地之光合为一体，在光芒变身为盖亚奥特曼，与戈布交战。
第18话
在藤宫博也（阿古茹奥特曼）入侵XIG空中基地时，我梦也变身为盖亚，以人类大小的姿态迎战。在战场转移到空中时，和人类等大的盖亚被巨大化的阿古茹重击，坠落过程中解除变身。但在我梦领悟战斗的决心而立誓之后，靠自身意志呼唤盖亚之光，在红色光芒之中再次变身。
此时的盖亚虽然能量已经显示不足，只能维持和人类等大的体型，但在我梦的决心之下，爆发出了和相同体型、并且满能量状态的阿古茹互角的战力。
第51话
在和佐格（第一形态）的战斗中被夺走了盖亚之光的高山我梦，和XIG联手展开作战，借助地球怪兽的力量再次获得了地球之光，并重新变身为盖亚奥特曼。
此次变身没有使用蓝宝锥，而是在世界各地传送过来的光之能量中直接变身，而且还是直接以盖亚至高型的姿态登场。虽然外表和平时的至高型没有区别，但这时候的盖亚至高型的战斗力得到了飞跃性的全面提升，远凌驾于和和佐格战斗之前时的状态。
盖亚头部：
名副其实，盖亚的头。使用光子冰刀或者净化光线时，这个部位会集合大地的红色之光的能源之后放出。
盖亚眼：
闪耀着乳白色光芒的盖亚的眼睛。能够瞬间把握在宇宙空间或者隐藏在地层地下的敌人的位置，在各种场所都能保证清晰的视野。在生命评测器的闪烁熄灭的时候，眼睛的光辉也会随着消失。
生命计测器：
生命计测器，是位于盖亚胸口中央部位的宝石指示灯，其主要作用是计算活动能源剩余和伤害计算警报，一旦出现体力不支或活动所需要的能源减少，以及受到超过承受限度的重大伤害时，这个部位会从蓝色变为红色并不停闪烁。当这个闪烁消失之时，盖亚奥特曼也就会无法再次站起。
同时，生命计测器也是奥特曼的弱点所在，若被破坏便会失去光芒而消失，一段时间内无法再度变身。
作为地球之光诞生的奥特曼，盖亚和阿古茹一样，在地球上没有活动时间的限制。但这点局限于在自己所出生的地球上，在进入别的次元的地球作战时，盖亚的能量会急速消耗，比如在剧场版《超时空大决战》中，盖亚变身后才30秒左右生命计测器就开始闪烁。
盖亚之甲：
位于盖亚生命计测器两侧的保护甲，有金色的沿边构架，是受到敌人攻击也不会受伤的铠甲，一般的攻击都会被防御或弹开。在前期，盖亚V1型时保护甲内部色调为红色，在盖亚吸收了阿古茹之光升级为V2型后，内部色调变成了黑色，象征与海洋力量的结合。变身至高型后增加了肩甲。
盖亚皮肤：
在超高温或者极低温的环境下都可以忍受的身体，同样能抵挡大部分怪兽光线和火焰攻击时而不会直接负伤。
盖亚手臂：
除了做光子冰刀或者净化光线的准备动作之外，大部分的光线技能都是从这里发射出去。近身战中能发挥绝大的力量，施展拳术、摔跤等格斗技能，在使用全力时双手会发出光芒。随着形态的升级而发挥出更强的力量，在V1型时就曾有过举起10万吨的仲耐尔和15万吨的安奇玛塔等重量级怪兽的记录。
盖亚足：
产生反重力能源，能够在空中以20马赫以上的速度飞翔。在落到地面上后产生的巨大震动，会震起很高的沙土。筋肉力量让盖亚能跳跃出1200米以上的距离，也能在战斗中以此施展威力十足的踢术。
盖亚奥特曼形态：
盖亚V1（Gaia）
飞行速度：20马赫
走行速度：5马赫
水中速度：1马赫
地中速度：1.2马赫
跳跃力：1200米
握力：5万吨
腕力：10万吨
地球回应了高山我梦守护人类的强烈意志，赋予其红色的【大地之光】变身而成的奥特曼。这个形态是盖亚奥特曼的初始版本，身体颜色为红·银·金三色。V1型的盖亚外形上与昭和系奥特曼十分相似，在底色为银色的身躯上描绘了象征着大地之光的红色，因为是大地的力量，高热系攻击是其基本战力，以及展现出强有力的肉搏战。战斗力和阿古茹奥特曼V1型相等。
本形态是这是盖亚没得到阿古茹之光之前的样貌，是大地之光的原本姿态，直接称呼为“盖亚奥特曼”。为了和后来得到海洋之光而升级的V2型做区分，此形态被观众们称为V1型（Version 1），实际上并没有这一官方正式称呼，但也在部分场合较少地使用。
V1形态第1话~第25话、第26话前一直活跃，第26话之后升级成为V2型。
盖亚V2（Gaia Version 2）
飞行速度：20马赫（闪耀版：30马赫[8]）
走行速度：5.5马赫
水中速度：1.2马赫
地中速度：1.5马赫（部分设定为10马赫）
跳跃力：1200米
握力：7万吨
腕力：10万吨
V2型是在盖亚得到阿古茹奥特曼的「海之光」的力量后变身的形态，战斗力提升到V1型的两倍以上，拥有两个奥特曼的全部战斗能力，自第26话登场以后，取代V1型作为基础形态存在。胸口的保护甲——盖亚之铠的颜色也变成了象征阿古茹海洋力量的黑色。身体颜色为红·银·黑·金四色。
V2型将V1型的光线技能全被继承并且强化，因为获得了海洋之光的缘故，所以同样继承了阿古茹V1型的所有光线技能。基础的力量和速度也基本得到提升。飞行速度虽然维持在以前的20马赫，但是空中动作比以前更加敏捷，腕力和脚力的增强也让格斗技威力大幅提升，能对敌人造成更大的伤害。加上我梦作为战士的水平和潜力不断提升，盖亚V2能更加活用自身的光芒和阿古茹的力量，发挥出更强大战斗力。
在《大决战！超奥特八兄弟》和《决战！奥特十勇士》中，盖亚V2最大限度解放自身的光能量，浑身散发出金色的光芒，光线威力也得到强化。这一状态的盖亚V2也称作盖亚奥特曼 闪耀版本（ウルトラマンガイア グリッターバージョン/Ultraman Gaia Glitter Version）。
盖亚至高型（Gaia Supreme Version）
飞行速度：25马赫
走行速度：7马赫
水中速度：1.5马赫
地中速度：2马赫
跳跃力：1500米
握力：12万吨
盖亚V2把自身大地之光和阿古茹海洋之光的力量融合并最大限度解放，以此二段变身而成的最强形态。两肩和双腿描绘出象征着阿古茹一样的黑色和蓝色。两手腕和下半身的红色比例比初期形态以及V2型更开阔，身体比原来更具有更加壮硕，强化全身的肌肉，强有力的脱胎换骨。完全结合2种光的力量，光线技相对V2型是数倍提升，力量、速度、耐力等身体能力凌驾V2数倍，仅凭一只手臂就能轻易玩弄超重量级的破灭招来体，格斗技尤其是摔跤术上也得到极大增强，拥有能将敌人瞬杀的压倒性力量。
设定这形态因能量消耗巨大，所以不能长时间维持，只能自由战斗1分钟，但在剧中没有体现。
通常是由V2变身后切换，第51话中直接变身为这个形态。
盖亚SSV(超极至高)(スーパー·スプリーム·ヴァージョン/Super Supreme Version)
于奥特英雄EXPO2023夏日节舞台剧中首次登场。是在战斗中，盖亚(SV)借助阿古茹(SV)的力量所变成的新的姿态。
技能：
光子之刃（フォトンエッジ/Photon Edge）
别名：光子冰刀。
盖亚的必杀技。在积蓄能量后，从头部发射的鞭子形状的超高热光之刀。
从第1话~第26话前是盖亚最强的必杀技。破坏力和阿古茹奥特曼V1型的光子粉碎机相当。在盖亚升级至V2和SV型时，本技能也都得到了继承强化。
盖亚张开双臂，在头部聚集大量的光子能量，扎马步下蹲的同时双手握拳于头部两侧，在头部的光能量形成巨大的带状红色光刃，起身后仰、向前点头的同时张开双臂引导光刃发射攻击目标。也有第12话中直接双手握拳于头顶后引导发射的简易版。
光子之刃最初在盖亚和幻影之龙的战斗中使用，被高山我梦铭记在心[3]；随后在第2话中，我梦成为盖亚奥特曼后，便以此先后招击败了戈布和基鲁。
第18话中和阿古茹等身大战斗时，显露出只瞄准一点收缩攻击的使用法；第24话中对仲耐尔时，则展现出了将光子之刃的破坏能源转化为治愈性后使用的方法[10]。
早期国内海豚社翻译此技能名为“光子冰刀”，现时期新创华代理版权后沿用此译名。
量子流线（クァンタムストリーム/Quantum Stream）
盖亚仅次于光子之刃的必杀技，左臂握拳弯曲、右臂水平伸展，如T字形交叉般积蓄能量，然后左拳搭在右腕的关节，过头甩动的同时完成能量转换，右腕呈现L字形发射的高热光线。有时也会直接以标准的L字形姿势发射的情况（类似集束射线的姿势）。
量子流线作为杀伤性技能来使用的情况很多，也有作为决胜技消灭敌人的情况（打败过戈布二代、沙伊哥美扎德第二代、巴茨斯等）。
另一方面，多数时候被敌人的攻击所干扰，而中断了发射。破坏力和阿古茹奥特曼V1型的清算者相当。
奥特屏障
盖亚运用光能量形成的光之防护屏障。在第18话中初次使用，展现的是奥特屏障的能量放出形式，聚集全身的光能量张开的半径大20公里的超巨大屏障，防御了被仲耐尔爆发性能量击中的迪格罗布产生的大爆炸，保护地面不受损害。
盖亚切割（ガイアスラッシュ/Gaia Ssh）
盖亚把体内的光能源变化成的红白色月牙状光弹，如同手里剑般从手掌投掷发射。杀伤力较低，但可以连续发射，主要作为速攻型技能使用，能有效封锁敌人的行动，并对敌人造成一定伤害。是盖亚的常用光线技。
在第5话中第一次使用，给予博库拉古一定伤害。
盖亚暴风雪（ガイアブリザード/Gaia Blizzard）
盖亚在两腕集中能源后，双手前伸时发射的超低温气态光束，能将巨大怪兽瞬间冰封，也能用于灭火等工事。
在第4话中初次使用，扑灭了怪兽美扎德燃烧时产生的大火灾。
盖亚突击战法
以超速度飞行的同时让身体高速旋转，像钻头一般向敌人突进贯穿。
第6话中初次使用，贯穿了奇兽眼Q；
第7话中以此技能贯穿了自然控制机器天界，夺走其内部核心；
在第25话中和阿古茹的“螺旋突击”技能对拼，双方不相上下。
全身闪光
盖亚释放光子能量覆盖全身，使身体闪耀出白色的光芒，同时光子能量也产生一定的杀伤性，对抓住自己的敌人或物体造成摧毁伤害，方便自己脱困。
第9话中使用，盖亚在被光热魔石雷萨特抓住后，以此能力挣脱了束缚，随后发挥出奥特力量将雷萨特扔上天空。
在盖亚升级至V2型后，全身闪光也升级为红色。
盖亚瞬间移动
通过生命计测器释放光能量，产生红色光芒罩住全身，形成光之通道，瞬间转移至其他地点的能力。
在第14话中初次使用，盖亚因为阿古茹的力量而使自身反物质化后，就使用瞬间移动进入安奇玛塔的防护罩内与之决战。
钻孔之环（ホーリングフープ/Holing ）
赤色的圆环光波，在墙上形成一个特殊的空间通道，用于脱离封闭空间或将室内的敌人驱逐至室外。
第18话中使用，盖亚把想要破坏Aerial base（天空基地）的阿古茹奥特曼驱逐至室外，之后自己也从洞中追出去。由于是在千米高空的空中基地内，空间打开的同时GUARD队员们破门而入，受到了影响即将被吹出室外，盖亚奥特曼逃脱后这个空洞马上关闭，因此队员们平安无事。
量子闪光（クァンタムフラッシュ/Quantum Fsh）
在第21话中中使用的技能。盖亚陷入海底流沙时，两手合拢放射出的巨大光球，缓缓地前进后中消失。量子闪光属于威慑类技能，破坏力较低[45]，恫吓了欲趁机攻击盖亚的无氧海兽卡丹，使其退却，盖亚趁机脱离了流沙。
盖亚治愈（ガイアヒーリング/Gaia Healing）
能使怪兽的心绪恢复平静的净化型光束，聚能的准备动作与光子之刃一样，但效果却截然不同，在过程中转化光子之刃的能量为治愈性能量后从双手发射。
第24话中初次使用，盖亚奥特曼以此技能安抚了怪兽仲耐尔（第二代）的躁动情绪和斗争本能，使其冷静下来后回归地底。
盖亚踢
盖亚的近战格斗技，除了通常的直踢外，还有侧踢、背踢、膝踢、回旋踢、斧头踢和跃踢等变化。盖亚惯常以左右脚连续施展踢技的连环踢制敌，在第2话中还展现出了空翻的旋转连环踢；当集中全身力量施展踢技时，会在命中敌人的瞬间打出象征着杀伤力强大的红色光芒。
踢技的威力随着高山我梦的实力变强而提升；在盖亚升级至V2型后，踢技的威力也更上一层楼。
盖亚拳
盖亚的近战格斗技，积蓄力量在左右手部打出的拳击，有从正面施展的直拳，到从左右中下各个角度抡击的勾拳等多种变化，还有将大地的能量集中在手腕后打出的反击拳，击中敌人时会闪耀出光芒并造成剧烈伤害。
在第6话中，盖亚还施展出借助高速飞行来加强威力的空中拳击，重创奇兽眼Q；在第15话对战玛扎迪恩茨时盖亚全力施展正面冲拳，把奇怪生命体玛扎迪恩茨打飞，战斗终盘时更一拳将怪兽打晕。
在盖亚升级至V2型后，拳击的威力进一步提升。
盖亚掌劈
盖亚的近战格斗技，集中全身的力量在双掌上施展的手刀攻击，由上往下对敌人的头部和脖颈等部位进行猛烈打击。
盖亚升降
盖亚的双手抓住敌人时，用超怪力举起敌人的技能。通常是将敌人举过头顶，连接投技使进行摔跤攻击，也会有将怪兽举起再飞行运走的情况。此技主要靠腕力发挥，能举起超重量级的敌人。
第14话中两次举起了重达15万吨的安奇玛塔；
第17话中举起了重达10万吨并且乱动着的怪兽仲耐尔。
奥特防御
依靠躯体的力量和坚硬度，以物理接触来抵挡敌人的光线攻击的能力。盖亚V1在第1话中就以手臂轻松弹开戈布的光弹攻击，第6话中又抵挡了眼Q的破坏光弹。升级到V2后防御力更上一层楼，曾轻松弹开超级希波利特星人的燃烧弹。
盖亚锁头
盖亚以双臂组合勒住敌人的喉部或头部的位置，令对方窒息而暂时封锁对方的行动。
在第2话的战斗中，盖亚以锁头压制了怪兽基鲁，再趁机以右拳猛击其头部；
在第10话的战斗中，盖亚又以锁头钳制了戈布二代，并施展首投将其扔飞。
骑乘攻击
盖亚发挥自身的怪力将敌人压制在地面上后，又骑跨在敌人的身上，对敌人进行攻击的战法。曾对玛扎迪恩茨等多个敌人使用。
盖亚投
盖亚擅长的格斗投技的总称，抓住敌人的身体部位，将之扛起或者举顶后再将其重摔向地面的格斗技。
有多种变化使用：
抓住敌人的身体部位，爆发肌肉力量将其甩过背部后再狠狠地砸向地面；或是将其拖拽至半空中旋转数圈后再扔出去，这种背负投和回旋投的复合投技，名为盖亚鞭甩；
有双手锁住敌人的头，发挥力量将敌人叩向地面摔到的首投；
抱住并举高敌人的身体，借助自身后仰的力量作叩击投摔，让敌人的脊背撞击地面的背桥摔·盖亚背落；
有抓住敌人的身体，脚顶敌人后再仰卧躺地而将敌人猛摔出去的巴投技·盖亚腿鞭；等等。
对阿帕苔、雷萨特、克拉伯加、巴茨斯和格美诺斯等多个敌人都造成了伤害。
光子之刃（V2）
当盖亚奥特曼升级为V2型时，原本V1形态的技能全部保留并得到强化，光子之刃也是其中之一。光子之刃（V2）是盖亚奥特曼V2最强的光线技能，光刃的切断力和爆破力得到原本的2倍强化。
TV全剧中打败了不少强敌的记录：第42话中消灭了巨大异形兽撒旦毕佐；第46话摧毁了自然控制机器深绿；第49话中击杀数只盖扎德比西等等。
在本篇TV之外使用时，也有过在《欧布奥特曼：原生之初》中击败数只巴力西卜，还在剧场版《大决战！超奥特八兄弟》中击败了戈尔德拉斯王的战绩。
量子流线（V2）
当盖亚奥特曼升级为V2型时，原本V1技能的量子流线得到保留强化，威力强化2倍，并且光线热度更为增加。
第47话对摧毁了莫奇安躯体周围的器官；
第48话中和XIG FighterST、GT发出的高能量镭射合力攻击破灭魔人基普布，被对方的电磁波屏障挡下；
第49话中与阿古茹V2型的阿古茹流线同时发射，打败了3只盖扎德比西。
量子流线V2的准备动作和发射姿势保持不变，在《新世纪奥特曼传说》中则添加了十字型手势，与众奥一同发射攻击天空魔。