メカノイド・ガイガー、あるいはガオファー、ジェネシックガイガーと三機あるいは四機のガオーマシンとの合体のこと。またはその行為自体を指す。これによりＧＧＧ最大の戦力であるスーパーメカノイドが完成する。しかし、スーパーメカノイドはその巨大さと強力なパワーゆえにその使用は慎重に行われなければならない。よってファイナルフュージョンの決行に際してはＧＧＧ長官の承認が必要不可欠である。なおファイナルフュージョン中はコアとなるガイガー（あるいはガオファー）および三機のガオーマシンが無防備な状態となるために、事前にガイガーがＥＭトルネードを展開して妨害を阻止する。なお、ガオファーがファイナルフュージョン時に展開するのはファントムチューブと呼ばれる電磁防壁が展開される。
当初は合体に使用されるファイナルフュージョン・プログラムが不完全なものであったため、ファイナルフュージョンの度にコアとなるガイガー、および三機のガオーマシンに大きな負荷がかかっていた。そのため、帰還後には必ずオーバーホールを行っていたほどだが、度重なる戦闘を経てファイナルフュージョン・プログラムも改善を重ね、最終的には機体にかかる負荷を当初よりもおよそ３７％軽減し、成功率もほぼ１００％までにすることに成功している。
ちなみにガオガイガー、ガオファイガー共にファイナルフュージョン所要時間は６２．３２８秒である。