アルドノア・ゼロ 登場兵器
第2クールから本格的に登場。火星騎士のゼブリン専用機。デューカリオンなどと同じく人型をしていない異形のカタフラクト。武装は機体前方から放つ電撃で、周囲へと放電させることも可能。この電撃は銃弾を弾く盾としても機能するほか、地球側が張った煙幕を無効化し、電子機器にも甚大なダメージを与え使用不能にする。無論、直撃させれば敵カタフラクトを撃破可能。第1クールではマプトの地球連合軍基地を襲撃した。第2クールではアセイラムの建国宣言後にスレイン側に付いたオルガ、ラフィア伯爵と共に地球連合軍の部隊に連携攻撃を仕掛ける。2度目の戦闘ではスカンディアとの合体で透明化を利用して連合軍を蹴散らすが、伊奈帆に「同じ電位にある物体に雷は落ちない」という性質を利用され、宇宙仕様のワイヤーアンカーを接続するという策で同電位状態になったスレイプニールによる上空からの連続射撃で撃破される。
スカンディア
第2クールから登場。火星騎士のラフィア専用機。女性的なフォルムとケンタウロスのような四脚が特徴。機体全体を光学迷彩で完全に秘匿することができ、奇襲戦等で真価を発揮する。そのステルス性能はサーモグラフィーにも反応せず影すら落とさないが、行動の際に生じる大気の動きまでは隠蔽できないため、煙幕などを張られると位置が露呈してしまう。武装は炸薬弾を放つボウガン。また、頭部にはバルカン砲が搭載されている。ペイロードにも余裕があり、他のカタフラクトとの合体も可能で、光学迷彩の効果は合体中のカタフラクトにも適用される。アセイラムの建国宣言後にスレイン側に付いたゼブリン、オルガ伯爵と共に地球連合軍の部隊に連携攻撃を仕掛ける。2度目の戦闘ではエレクトリスと合体して戦況を有利に進めるものの、パイロットの利き腕や癖までを計算に入れた伊奈帆の行動予測で位置を読まれ、サポートを受けたユキの狙撃により片足を撃ち抜かれてエレクトリスの重量を支えられなくなり合体を解除。ゼブリンの命で撤退、移動中に直撃弾を喰らって撃破される。
オルテュギア
第2クールから登場。火星騎士のオルガ専用機。肩部の格闘武器（肩には連結パーツがあり、ここに武装を接続する）を移動させ、ナックルダスターのように両腕を覆って打撃を繰り出す。なお、格闘武器には衝撃波を生み出すパーツが組み込まれており、威力を高めている。アセイラムの建国宣言後にスレイン側に付いたゼブリン、ラフィア伯爵と共に地球連合軍の部隊に連携攻撃を仕掛ける。アルドノアドライブの固有能力は機体の多重分身。分身の実態はマスター機が1機で残りが偽物ではなく、量子テレポートの応用でマスター機と同じ状態をコピーしているため全てが本物であり、コピー元となる機体が一機でも残っていればそこからコピーを作り増殖することが可能。火星側のカタフラクトでは比較的標準的な人型に近い体型をしているのは、質量を抑え複雑な機構を省略することでコピーを素早く作るためである。原理上あらゆる物質を無限に増殖させられる規格外の能力であるが、その実態は量子テレポート能力がバグで変質した物であり、誤作動が起きれば最悪次元の崩壊を引き起こす危険を孕んでいる。2度目の戦闘では怒涛の分身で連合軍を追い詰めるが、伊奈帆の全味方機の火器管制を自機に集めての一斉射撃によって、分身した全機を同時に撃破され倒された。
ステイギス
第2クールから登場。先端に頭部のある航宙戦闘機の外観をしたカタフラクト。他の専用機扱いされている火星のカタフラクトと違い、固有能力を有さないアルドノアドライブを搭載した量産機となっている。起動は起動因子を貸与された火星騎士ではなく、皇族であるレムリナが行う（搭乗者が一般の兵士達なため）。パイロットである火星兵士が搭乗するマスター機と、マスター機から操作される4機の無人機（スレイブ）の5機1組で構成される。マスター機の四隅には無人機と連結するジョイントがあり、計5機の連結同時加速で加速力を高めることが可能。一定の距離に達した後は分離し、4か所のバインダーに搭載されたマシンガンやミサイルユニットを展開して戦う。
ゲリュオン
スピンオフコミック『ALDNOAH.ZERO外伝 1 TWIN GEMINI』に登場。火星騎士のケテラテッセ専用機。両腕が無く、背中が後方へ異様に膨らんだ特異な形状をしている。TVアニメ本編（第1クールの第2話冒頭）にもわずかだが登場している。
背部側面から出力される6本の鞭状のビーム「雷鞭」を武器として用いる。これは攻撃だけでなく移動手段としても用いられ、重力下での超高速三次元機動力を発揮する事ができるが、柔軟性を維持する為にビームの強度と熱量が犠牲となっており、高初速の大口径砲弾で貫通・切断されるという弱点がある。この弱点はモード・ジュリオーネと呼ばれる最大出力モードを用いる事で克服できるものの、代わりに雷鞭の柔軟性が失われる為機動力や操作性が低下してしまう。北京の決戦で地球軍や離反したアキダリアと交戦し甚大な被害を与えるも、アキダリアの荷電粒子砲がコックピットを直撃。直後に揚陸城の崩壊に巻き込まれ破壊された。
アキダリア
スピンオフコミック『ALDNOAH.ZERO外伝 1 TWIN GEMINI』に登場。火星騎士のリビティナ、リベルティナ専用機。頭部を二つ有し、三本指の両腕を持つカタフラクト。火星のカタフラクトでは珍しい複座操縦方式をとっている。電磁場を操る能力を持ち、右腕から地球軍のカタフラクトを含む軍用兵器を停止させられるレベルの強大なEMPや、槍状の荷電粒子を出力し、発射形態へと変形することで高出力の荷電粒子砲を発射する。また、電撃のようなものによって砲弾を弾く、ソルジャージャベリンという腕に仕込まれた杭状の武装を敵機に刺すことでコントロールを奪取する等一つのアルドノアドライブで可能なことに対する応用性が高い。しかし、リベルティナが人命を気づかう方針としてコントロールを奪取した敵機に対するコントロールを本来できるオートではなく、自らの脳波で行ってるためにリベルティナ自身への負荷も高い。
ケテラテッセの配下として地球軍と交戦するが、ソルジャージャベリンに施された耐荷電粒子フィールドを利用し肉薄したアレイオンの自爆攻撃を受け左半身を損傷、リベルティナが死亡する。揚陸城への帰還後離反したリビティナにより奪取され地球軍と共にゲリュオンと交戦し、左半身の大破と引き換えに揚陸城を破壊。その後損傷した下半身へ弥月のスレイプニールをソルジャージャベリンを介して結合する事で前線復帰し、ゲリュオンを破壊するも揚陸城の崩壊に巻き込まれ大破した。後に残骸が地球軍に回収され、ソルジャージャベリンの脳波コントロールシステムのバックアップデータがアナリティカルエンジンの基礎として用いられた。
スカイキャリア
火星カタフラクト用の戦術輸送機。装備は自衛用の機関砲やミサイル、短砲身の榴弾砲。バリアなどの特殊能力は有していないがそれなりの戦闘力はあり、カタフラクトを搭載したままで地球側の戦闘機を撃ち落とすほどの運動性と火力を持つ。
揚陸城
37家門の火星騎士に与えられた居城と揚陸艦を兼ねた巨大宇宙要塞。全長は約2キロメートル。地球へ降下することで質量兵器としての利用と橋頭堡の確保を同時に行う（落着後は衝撃波で周辺一帯を掃討すると共に、一部が傘のように開く）。側面に多数のミサイル発射口（バンカーバスタータイプなどの種類がある）、上部に対空砲を持つ。また、内部にカタフラクトやスカイキャリアを配備している。なお、地上に落着した状態から再び宇宙空間へと上昇することもできる。
輸送船
第2クールから登場。丸い傘のような船首と4つのコンテナを持つ輸送船。後部のロケットエンジンで移動する。火星から地球への移動や物資輸送を担っている。船首部には速射できる対空ビーム砲を4基搭載する。