尾は短く、ジェット戦闘機の垂直尾翼に似ている。首は太く短く、この部分で背骨が二又しているため、頭部は目と顎以外がほぼ完全に固定された状態となっている。頭部からは光のシグナルを発するうえ、空腹時は頭部の後ろが緑に、体調が危機に陥ると頭頂部が赤に発光する。光の他に炎も苦手とされるが、胸から放出する黄色い消火液で鎮火できる。また、太陽の紫外線を浴びると体細胞が壊れる性質を持つが、再生能力は非常に高く、欠損した部位も時間が経過すれば再生される。血液は汚れたような色合いのピンク。
名称は、英一少年の「ギャオーと鳴くからギャオスだ」との発言からである。
このような生物は有史以来出現したことがなく、作中ではどの生物とも異なる分類「怪獣類」が提唱される。主に空を活動域にしており、地上では比較的緩慢である。一方、ガメラは水中や地上では自由に動けるものの、空ではギャオスの機動力におよばない、というふうに両者の活動の差がその戦いに影響を与える。英一少年を襲おうとした際にガメラと対決し、後半で都市部へ進出して名古屋城や新幹線などを襲う。
フォッサマグナ付近の地下空洞で眠っていたらしく、富士山の突然の爆発によって復活すると、そこへ飛来したヘリコプターを地下空洞から発射した超音波メスで切断し、その搭乗員を捕食する。やがて夜間に空洞から外へ飛来し、人間や家畜を襲う。初対戦では、英一少年を救うために現れたガメラに強力な超音波メスを放って近寄らせなかったが、手脚を収納したガメラに体当たりされて怯み、英一少年を救出される。
名古屋でのガメラとの再戦では、激しい空中戦の際に黄色い煙を吹きかけることでガメラの飛行能力を奪って伊勢湾に落とすが、海中から逆襲するガメラに脚を噛まれて動きを封じられたうえ、夜明けが迫ったために脚を超音波メスで切断して逃走する。こうして得られたギャオスの肉片を解析した自衛隊により、人工血液でおびき寄せたギャオスをラウンジの回転盤に乗せて動きを止め、夜明けを待つ作戦が実行される。その結果、ギャオスはおびき寄せられるが、機械が限界を迎えて故障して回転盤が止まったために作戦は失敗し、再び逃走する。