劇中での権藤千夏の推論によると、「宇宙へ飛散したビオランテの粒子か、宇宙へ飛び立ったモスラの脚に付着していたゴジラの肉片かは定かではないが、いずれかに含まれていたゴジラ細胞がブラックホールに飲み込まれて結晶生命体を取り込み、恒星の爆発で発生した超エネルギーを浴びて、ホワイトホールから放出される過程で、急速に異常進化して誕生した宇宙怪獣」とされる。非常に高い知能を持ち、ゴジラを倒すために地球へ来襲する。性格はきわめて凶暴であり、『ゴジラvsモスラ』で宇宙へ旅立っていったモスラの分身であるフェアリーモスラにより、三枝未希にその存在と脅威が伝えられる。コスモスによると、「ゴジラが倒されれば、地球は征服される」という。リトルゴジラは、スペースゴジラを仲間だと勘違いする。

地球上では急激にエネルギーを消耗するため、肩のエネルギージェネレーターが内部にある結晶剣（クリスタルジェネレーター、宇宙エネルギー吸収体）や無数に作り出した結晶体から宇宙エネルギーを恒常的に吸収し、余剰エネルギーを放出して活動するため、この部分が破損するとレディッシュパープルに結晶体が輝き、エネルギーが過密状態となってエネルギー供給に支障をきたして急速に弱体化し、エネルギーが尽きると絶命する。

全身から一種の電磁波を発しているらしく、電子機器に干渉して動作障害や通信障害を発生させることがあり、接近すると「テレビが映らない」「コインのスロットが常に大当たりになる」「ゲームセンターのクレーンゲームの景品が自動で出てくる」などの現象が発生する。

自らが生み出した無数の結晶体を用い、特定の範囲内に宇宙エネルギーを恒常的に供給するバトルエリア（エネルギーフィールド、バトルフィールド）を形成できる。エリアが崩壊するか、肩の結晶体を破壊されない限り、ほぼ無敵である。背部の可変結晶体を大きく展開して飛行形態になることにより、エネルギーフィールドを生成して重力を操り、ラムジェットの要領で大気圏内や宇宙空間を問わず飛行できる（低空であれば、結晶体を巨大化させなくても飛行できる）うえ、速度は宇宙空間では亜光速、大気圏内でもマッハ3となっている。さらに、飛行形態では大型化した結晶体からリング状の衝撃波を放射できる。背中の結晶体は感覚センサーの役割も果たし、頭の角・スペースホーンはレーダーの役目を担う。耐久力にも優れ、ゴジラが通常使う熱線は通用せず、余波だけでゴジラを昏倒させたMOGERAのオールウェポンとゴジラの熱線の同時攻撃を受け切り、肩の結晶体を破壊されても致命的なダメージは負わず、自身のエネルギーを吸収したゴジラのバーンスパイラル熱線のみが決定打となる。

生命の危機を迎えると、全身が鈍い赤色に発光して点滅する。