ミラーマン
第19話でビッグアイに対して使用した。ジャンプして放つほか、ストレートキック、回し蹴りなどのバリエーションがある。
第25話に登場。
害虫の怪獣化を予言した予知夢を見る少女を殺害しようと4人のインベーダーが合体変身して怪獣化した巨大昆虫。武器は羽根からの毒鱗粉と頭部の触角から放つ破壊光線、背中の羽根から巻き起こす突風。宇宙線エネルギーで怪獣化した虫は3種類(蝿=ハエブーン、ゴキブリ=ゴキブラー、蛾=モスゴジラ)。 デザインは米谷佳晃が担当した。メインモチーフはゴキブリと思われ、芋虫を想起させる尻尾や蛾のような翅が生えており、様々な昆虫のイメージの集合体となっている。デザイン画では、翅が2枚であったほか、口元や尻尾のディテールも異なる。 着ぐるみは『帰ってきたウルトラマン』に登場したプルーマの改造。書籍『ミラーマン大全』ではダストパンのデザインはプルーマの改造を前提としていたのではないかと推測しているが、米谷は自著の中でこれを否定している。

『ウルトラ6兄弟VS怪獣軍団』に登場したダストパン 映画『ウルトラ6兄弟VS怪獣軍団』に登場。ウルトラシリーズの劇場版に唯一登場した本作品の怪獣でもある。 タイに現れた怪獣軍団の一匹。テレビ版と異なり、目からも破壊光線を放つ。最後はアストロモンスと共に首を切断され、コミカルな動きをした後、爆死した。 漫画『ウルトラマン超闘士激伝』では『ウルトラ6兄弟VS怪獣軍団』の設定を意識し闘士ゴモラの昔の仲間として登場。
第42話に登場。
団地に潜入していたインベーダーの少年が連れていたP48星雲の宇宙恐竜で、犬に変身している。宇宙細菌を角の付け根に備える。絶命しても短時間で再生・復活する強靭な生命力を持つほか、肋骨を発射する。 デザインは木目憲悟が担当した。木目は後年のインタビューで自身の絵に間違いないが描いた覚えはないと述懐している。四つん這いの状態で着ぐるみに入る都合から、やや前後に寸詰まりな仕上がりとなっている。
防御もしくは反撃に用いられる光の幕。空間を手でなぞるようにして展開させ、敵の攻撃を反射する。このタイプが最もポピュラーだが、第11話でザイラスの光の剣を防いだ細長いタイプ、第18話での片手で一発ずつ敵の光弾を弾くタイプ、第33話での壁面状のバリア、第40話の手持ちタイプなどのバリエーションが存在する。第1話、第14話、第22話では、敵の攻撃を反射して反撃に転じる戦法もみられた。
第14話に登場。
ミラーマン打倒のために那須岳の火口に派遣された。緑色の粘液を吐き、ミラーマンの視力を奪った。武器は口と目から放つ破壊光線。 デザインは米谷佳晃が担当した。宇宙怪獣という設定から、それまでの異次元獣というコンセプトから外れ、頭部の大きいベム型としてデザインされた。不気味さを出すために、通常の恐竜型の目玉ではなく、黒目のない火星をイメージした大きな赤い目となっている。これはダークロンの青目が少しかわいく見えすぎてしまったことからによるものではあるが、大きな単色の目は関係者の評判があまり良くなかったものの、通常サイズの目では成立しないため押し通している。デザイン時は制作現場が著しく大混乱のタイミングであったため、造形現場には米谷のラフ画のみが渡され、色の指示は書き込まれていたものの、美術担当がそれに基づいて着色を行ったという。その後、米谷がカラー画稿の最終仕上げをして造形に渡されたが、現場で誰かが青いマーカーで描き込んだと思われる「キングザイラー」という間違った名称表記と横顔が描かれている。
ジャンプして空中からミラーナイフを放つ技。初使用は第3話で、片手撃ちと両手撃ちの2つのパターンがある。ミラーナイフと同様、使用頻度は高い。
第26話に登場。
蛇状の触手を全身に生やす怪獣で、SGM本部を破壊し、丹沢防衛隊基地や御手洗邸も襲撃した。武器は尻尾から放つ高圧電流、蛇状の触手から放射する火炎熱線と強烈な突風。球状の飛行形態に変形もできる。 デザインは米谷佳晃が担当した。デザインモチーフはキングコブラとヤマタノオロチ。検討稿では頭頂部の角と大きな牙がない。また、別途で飛行形態も描かれているが、デザイン画では蛇が12本になっているほか、黄土色のカラーリングであった。本編撮影用に実寸大の腕も制作された。
円谷プロダクションがウルトラシリーズとは異なる路線で初めて制作した巨大ヒーロー番組。『帰ってきたウルトラマン』とともに第二次怪獣ブームの一端を担った。
演出陣としては、大映京都撮影所から黒田義之を招いており、本作品を機に彼は円谷作品に関わるようになる。これは、1966年の大映映画『大魔神』を観て黒田の巧みな特撮演出に驚嘆した円谷一が、円谷英二の長年の夢だった『竹取物語』の映画化スタッフとして招いたのがきっかけである 。第1話・第2話は、『帰ってきたウルトラマン』第1話・第2話と同じく本多猪四郎が手掛けた。同じ怪獣が数度にわたって再登場することが多いのは、予算削減のため、当初から番組企画に盛り込まれていた事項である。
主演の石田信之は、所属事務所の関係者がプロフィール素材を広告代理店に置き忘れたことがきっかけで起用された。プロデューサーの淡豊昭は、女児の視聴者を獲得するため純朴なイメージの石田を選んだと述べている。また、当時中堅俳優として活躍していた和崎俊哉と工藤堅太郎は、主人公を支える役柄として早い時期よりキャスティングの中核として考えられていた。
作風はジャン・コクトーの監督映画『オルフェ』やジャック・フィニイの小説『盗まれた街』、アメリカのテレビドラマ『インベーダー』などから影響を受けている。
SGMのサブリーダー格。28歳。国立大学で理工学を独学で習学・卒業した。射撃やスキューバダイビングなども得意。
ジャンボフェニックス 第26話から登場。SGMが御手洗のアイデアで秘密裏に開発していた「空飛ぶ研究室」の異名を持つ多目的巨大戦闘機。SGM新基地の湖底に偽装された発着口から出撃し、高い防御力を持つ。状況に応じて3機に分離する。ビームや高性能ミサイル、機体下部から放射する牽引光線を武器とする。 『ジャンボーグA』第32話にも登場。 デザインは大澤哲三。 1号機 ジャンボフェニックスの機体下部と主翼を構成する基盤となる指令機。主に村上が搭乗する。 第31話以前の脚本では機首が1号機、胴体が2号機、主翼が3号機と記載されていた。 2号機 ジャンボフェニックスの機首部を構成する小型戦闘攻撃機。主に藤本が搭乗する。 3号機 ジャンボフェニックスの機体上部を構成する。主に安田が搭乗する。 書籍によっては中型偵察戦闘機、迎撃戦闘機と記載している。
SGMカー 国際地球防衛会議の対インベーダー技術開発陣によって製作されたSGMの専用車両。非武装だが、高性能無線機や探査装置を装備しているため探査機能に優れ、移動司令室としての役割も持つ。 ベース車両はオペル・レコルトC。 原子力潜水艇パシフィック号 第20話に登場した高性能小型潜航艇。藤本と安田が搭乗し、相模湾でインベーダーの海底基地を捜索中にスフェノドンに遭遇。ロケット弾で攻撃するが反撃されて損傷し、浮上不能に陥る。 ミニチュアは『帰ってきたウルトラマン』に登場した、マットサブのミニチュアを改造したもの。 ヘリコプター 現地調査や支援にたびたび登場する移動用のヘリコプター。非武装。第3話では「シルバー1号」と呼ばれている。 実写パートの撮影ではKH-4が用いられている。
設定については、満田が各局に売り込んでいた『戦え! ウルトラセブン』の企画書における、スライサーVやスライサーHなどの必殺技などの戦力設定も一部流用することで、細部が固められていった。また、放送決定に先駆けてパイロット版(後述)も制作されていたが、出演者やヒーローのデザインなどが異なっている。
円谷プロとしても、同時制作されていた『帰ってきたウルトラマン』との差別化のため、「シャープで硬質なドラマの制作」が掲げられ、ストーリーは御手洗博士を中心とする科学者専門家チーム、異次元人との混血児である主人公京太郎の出自がおよぼす心の葛藤による彼の内面的な弱さ、インベーダーの不気味さが強調されており、同時期のヒーロー番組としてもリアルでダークなムードのドラマが展開された。
また、特殊チームが光線銃以外の兵器を持たず、科学力で敵に立ち向かう「民間組織」(事件の捜査と検証などが主な任務)であるという点も特徴であり、「敵に対してなかなか抵抗できない」といったエピソードも多々描かれている。主人公が特殊チームの関係者ではあるが所属はしていないという設定も特徴であり、ウルトラシリーズとの差別化である一方、制服を着用しないことで誰が主人公であるかを子供にもわかりやすくするという配慮でもある。
本作品は、放映開始時から裏番組として同じ特撮ヒーロー番組である『シルバー仮面』との視聴率競争を繰り広げていたが、シリアスで地味な世界観や、制作費を抑えるため同じ怪獣が再登場するパターンが繰り返されたことなどから、視聴率は初回の27%を最高値として徐々に下降していった。
この視聴率競争では本作品が優勢であり、結果的には勝利したものの、翌1972年の4月編成期を境に、第二次怪獣ブームが過熱していくなかで、派手なアクションやドラマを展開するライバルヒーロー番組が各局ともに続出することとなり、制作スタッフはさまざまな番組強化策を検討せざるを得ない状況となる。
第24話に登場。
ワープ装置を開発した東都大学宇宙研究室の研究員を狙う女性の分身インベーダーの持つ冷凍銃のカプセルからミクロ化された状態で出現。武器は口から放射する冷凍液。 デザインは高橋昭彦が担当した。デザイン画での仮称は「ワンダーラ」で、別の怪獣としてデザインされたものを転用したため外見に冷凍のイメージがなく、造形段階で口部から胸にかけて見られた赤い胞子状のディテールはオミットされた。米谷佳晃が描いた検討デザインでは、氷塊の集合体をモチーフとしたディテール表現の怪獣であったが、現場判断で造形表現が難しいということから変更となった。