ウルトラマンX
考古学者・玉城ツカサからの通報を聞き、大地とアスナは秋田県に存在する芭羅慈()遺跡へ向かう。そこでは、ツカサの息子・ユウトと、遺跡の土地を買収したと語るインターネットテレビオーナーの男・カルロス黒崎も居合わせていた。
遺跡内で一行が見つけたのは、古の巨人・ティガの石像と玉座に据えられた青い石だったが、黒崎がそれを持ち去ってしまったことで、地底に封じられていた閻魔獣ザイゴーグが復活する。大地とエックスはザイゴーグと戦うが、その強烈無比な力の前に為す術もなく敗北したうえ、エクスデバイザーを腐蝕させられたことで、大地はエックスとユナイトできなくなってしまう。
さらにザイゴーグは青い石を狙い、それを持つ黒崎がいる東京・カルロスタワーへ向かう。最後の希望である青い石を守るため、Xioはザイゴーグ要撃作戦「黄泉三号」を開始し、アスナはツカサとともに青い石を取り返すためにカルロスタワーへ向かう。
Xioに配備されている特殊車両。それぞれ専用のビークルカードが存在し、それ自体が車両を起動させるカードキーの役割を果たしており、各運転席にある専用装置にロードする。 撮影用車両には前作『ウルトラマンギンガS』と同様に日産自動車から提供された電気自動車を用いている。前作ではカラーリングを統一していたが、本作品では違いを明確にするために色分けされた。バンパー部の金色のパーツは、差込プラグをイメージしている。
ジオアトス ハッチバック型特捜車両。前線での作戦行動や敵の追跡、パトロールなど、幅広い用途に運用される。ベース車は日産リーフ。メインカラーは赤。主にワタルとハヤトが操縦する。調査・分析機器などを車内に搭載し、車体上部にレーザー砲・アトスレーザー、車体後方のアトスウィングには万能センサーを装備。第18話以降はハヤトによって、菜々子の作ったお守りがルームミラーに掛けられている。
ジオアラミス ワゴンタイプのパネルバン型特捜車両。攻撃班の支援車両として作戦現場で活用する。ベース車はe-NV200。メインカラーは青。高出力のファントニックモーターを搭載し、車体上部に2連装のアラミスレーザーを装備。

ジオポルトス トラックタイプの特捜車両。ベース車はe-NT400テストトラック。メインカラーは黄。主にアスナが操縦し、戦闘装備や研究機材の輸送などを実行する。換装可能なコンテナユニットと高い走破性を有し、幅広い運用能力を誇る。また、照明弾やスモーク弾をキャビンから発射する。
破壊された目を再生させて石化光線を放つが、ベムスターアーマーを纏ったエックスに跳ね返されて自分が石化したうえ、最後はルディアンのガトリングガンで全身を粉砕された。 ミニコーナー「大地の怪獣ラボ」では、劇中未登場のスパークドールズが登場した。 デザインは後藤正行が担当した。第6話・第7話を監督した辻本貴則の要望により、知性はあるが怪獣らしいフォルムを意識すると同時に女性的なシルエットを持たせるため、腰が細くなっている。頭部は獣に見えないよう目のない悪魔をイメージしたものとなっているが、角が目に見えるよう仕立てられている。またゴルゴンのイメージからヘビの要素も取り入れられている。 当初は「グーゴルゴン」という名称であったが、それでは可愛らしいという辻本の意見により変更された。 脚本ではガーゴルゴンが喋っていたが、辻本はこれに違和感を感じたため、直接喋らずに言葉を伝える形で演出した。 当初の脚本ではガーゴルゴンの猶予時間は44時間という設定であったが、その間はエックスが石化されたままのため、大地の不在に周囲が気づかないのはおかしいとして変更された。 最終話では、多数のガーゴルゴンがグリーザの配下として現れ、ガーゴルゴンに石にされた人間や怪獣をグリーザが吸収するという展開が検討されていたが、特撮の規模が大きくなることから実現には至らなかった。
『ウルトラマンオーブ THE ORIGIN SAGA』に登場するガーゴルゴン 『ウルトラマンオーブ THE ORIGIN SAGA』episode 2「えにし 〜所縁〜」、episode 10「はなあらし 〜花嵐〜」に登場。 王立惑星カノンの現女王・アマテがまだ幼いころ、先代の女王である彼女の母が化身した戦神と戦う。
第6話「星の記憶を持つ男」、第7話「星を超えた誓い」に登場。
惑星ゴールドから地球へやって来た青年にして惑星ゴールドの王子。Xioでの分類はタイプA。地球人と同じような外見をしており、グルマンの話によればゴールド星人は地球侵略などという野蛮な行為はしないとされている。体が黄金色に輝き、母星と同じ大気の成分を放出することができるほか、掌からは生物を治癒させる特殊な光を放つことができるが、戦闘能力は低いようでXio隊員たちと遭遇した時も攻撃系の能力は用いなかった。
5年前、ガーゴルゴンにエネルギーを狙われた惑星ゴールドから逃亡し、宇宙船で地球に避難してきたが、その後は記憶を失って放浪しており、通りかかった学生から暴力を受けることもあったため、地球人に不信感を抱いている節がある。しかし根は心優しく、ナンパされていたところを助けられたという女子学生・優希からは好意を寄せられており、自身のミスで負傷させてしまった優希の友人・和子を自らの能力で治癒している。
Xioオペレーション本部の管制・通信などを担当する専任オペレーター。職務に忠実で、毎日のボイストレーニングを欠かさない。こよなく小動物を愛し、料理を得意とする。第22話では、神木隊長やチアキと共にエックスのカラータイマーを死守するため、実戦に参加した。
『ギンガS』に引き続いて本作品も日産自動車との共同プロモーションが行われており、Xioの車両は日産の100%電気自動車がベースになっている。
2015年7月7日には、円谷英二の生誕を記念したGoogle Doodleが公開された。円谷プロと協力してその制作に当たったDoodleチームは、本作品の撮影現場を見学に訪れていたという。
劇中ラストに名前のみ登場する謎の怪獣。「宇宙のバランスを維持する」という本来の使命を果たすために大地たちと別れたエックスとケンタウロス星付近で遭遇し、発見されるやいなやワームホールへ逃亡し、地球を目指して進行を開始しているという。
『劇場版 ウルトラマンオーブ 絆の力、おかりします!』の作中でも、存在が言及されている。ラストでは『オーブ』世界の地球に迫っていることがウルトラマンゼロによって語られ、それを知ったオーブがゼロと共に迎撃に向かうことになる。 『ウルトラマンオーブ』でもメイン監督を担当した田口清隆とメインライターの中野貴雄による私案「エピソード10構想」では、第8章に登場。『絆の力、おかりします!』から続く形で、エックス、オーブ、ゼロらと戦う。同作品では別名が超空大凶獣と設定されており、驚くべき正体が存在するという。
Xio日本支部特捜班隊長。48歳。「敵を倒すのではなく理解に努める」という信念の持ち主であり、犯罪を犯した宇宙人が相手でも、あくまで情に訴えて事情聴取を行っている。宇宙の亡命者であるゴールド星人tE・rUを巡っては、考え方の違いで上官の南川と衝突したこともある。
普段は冷静だが、チーム星雲と暗黒星団チームのラグビー試合の時には橘とともに興奮して歓声を上げていた。
物語開始の11年前は航空自衛隊のエースパイロットであり、任務が重なった結果、妻の雪の最期を娘の裕美に看取らせてしまったという悲痛な過去を持つ。それ以来、隊員服の胸ポケットには自戒として、裕美の描いた彼女の悲しみを表現した一枚絵を持ち歩いている。
第15話でサイバーゴモラを運用した際は、ボクシングのような動きでゴメスと互角の戦いを繰り広げた。
また、テレビシリーズ終盤がシリアスな展開となったことから、コメディ要素も取り入れた明るいエンターテイメントとすることが意識された。そのほか、怪獣映画やライブステージのオマージュも取り入れられており、幅広い年齢層が感情移入できる作品とすることが志向された。
本作品ではテレビシリーズよりも特撮に力が入れられており、大規模なミニチュアセットが組まれた。田口は自身が少年時代に観た平成ゴジラシリーズを意識し、現代の子供たちにもミニチュア特撮の迫力を感じてもらいたいという想いを込めている。海外のシーンは、実景の映像や写真にキャラクターを合成している。
通常は宣伝部が制作する予告編も、本作品では田口が担当した。制作にあたっては女性客へのアピールを要望されたが、田口はメインターゲットである男性客が離れていると考え、平成ガメラシリーズを意識した怪獣映画風の映像とした。また、脚本時点での副題は「ファイナル・ユナイト」であった。
2016年3月3日には新宿ピカデリーにて完成披露上映イベント「ウルトラ上映祭」が開催され、田口や俳優陣、ウルトラマンたちなどのほか、黒部がスペシャルゲストとして登壇した。
第20話に登場。さゆりの夫。職業は医師で、怪獣災害を避けるために2人の娘を連れ、カナダへと移住している。娘たちを救ったネクサスを目撃した時、何かを悟ったようにしていた。 演じる川久保拓司は『ウルトラマンネクサス』で主人公・孤門一輝役を務めており、本役は設定上別人だが孤門を意識した演技を行っている。当初、川久保の出演予定はなかったが制作統括の岡崎聖の提案により起用された。
それを知った大地とウルトラマンエックスにより、Xバリアドームを展開されて周囲への花粉の拡散を抑えられた後、ピュリファイウェーブにより浄化されておとなしくなり、山へ変化する。 ミニコーナー「大地の怪獣ラボ」では、劇中未登場のスパークドールズが登場した。 名前は日本神話の火遠理神に由来する。 当初のプロットでは『ウルトラマンマックス』のクラウドスが登場する予定であった。その後、新怪獣の登場に変更され、蛭子神をモチーフとしたヒルコンダという怪獣が考えられていたが、映画『ヒルコ 妖怪ハンター』とイメージが被るため、変更された。植物の怪獣という設定は、排泄物の描写を避けるために用いられた。 着ぐるみは『ULTRASEVEN X』に登場したペジネラの改造。当初は『ウルトラマンダイナ』のダランビアを改造する案もあったが、難しいため、体型が山に近いペジネラが選ばれた。顔の花は『ウルトラマンメビウス』に登場するソリチュランの頭部を流用している。配色は山中で目立つことと、最終的に山になる展開を視聴者に予想させにくくするために敢えてウミウシをモデルにしている。 坂根村の村おこしグッズとしてホオリンガを擬人化した「怪獣いろは」のイラストは、第10話監督の冨田卓が参加したローカルヒーロー作品『黄金鯱伝説グランスピアー』で劇中イラストを担当した人物が手掛けた。