415 टन के उत्थापन द्रव्यमान वाला 49 मीटर लंबा जी.एस.एल.वी., ठोस, द्रव और क्रायोजेनिक चरणों वाला एक तीन चरण वाला यान है। जी.एस.एल.वी. का पहला चरण, दुनिया के सबसे बड़े में से एक, हाइड्रॉक्सिल टर्मिनेटेड पॉलीब्यूटाडाइन (एच.टी.पी.बी.) आधारित प्रणोदक का उपयोग करता है। दूसरे चरण और पहले चरण के आसपास के चार स्ट्रैप-ऑन मोटर्स द्रव प्रणोदक ' विकास ' इंजन का उपयोग करते हैं जो यूएच25 और नाइट्रोजन टेट्राऑक्साइड को जलाते हैं। तीसरा चरण क्रायोजेनिक चरण है जिसमें ईंधन के रूप में द्रव हाइड्रोजन और ऑक्सीकारक के रूप में द्रव ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है। जी.एस.एल.वी. यान के प्रदर्शन की निगरानी, अनुवर्तन, रेंज सुरक्षा/उड़ान सुरक्षा और प्रारंभिक कक्षा निर्धारण को सक्षम करने के लिए एस-बैंड दूरमिति और सी-बैंड प्रेषानुकर का उपयोग करता है।

नीतभार फेयरिंग, जो 7.8 मीटर लंबा और 3.4 मीटर व्यास का है, यान इलेक्ट्रॉनिक्स और अंतरिक्ष यान को वायुमंडल के माध्यम से अपने उत्थापन के दौरान बचाता है जब यान लगभग 115 किमी की ऊंचाई तक पहुंचता है तो इसे छोड़ दिया जाता है।

जी.एस.एल.वी. की रिडंडेंट स्ट्रैप डाउन जड़त्वीय नौवहन प्रणाली/जड़त्वीय मार्गदर्शन प्रणाली इसके उपकरण कक्ष में स्थित है जो यान को उत्थापन से अंतरिक्ष यान अंतःक्षेपण तक निर्देशित करती है। डिजिटल ऑटो-पायलट और बंद लूप मार्गदर्शन योजना निर्दिष्ट कक्षा में अंतरिक्ष यान के आवश्यक दृष्टिकोण पैंतरेबाज़ी और गाइड इंजेक्शन को सुनिश्चित करती है।

जी.एस.एल.वी.-एफ04 को सतीश धवन अंतरिक्ष केंद्र (एस.डी.एस.सी) शार, श्रीहरिकोटा, भारत के अंतरिक्ष केंद्र से प्रमोचन किया गया था। 2001 और 2003 में क्रमशः जीसैट -1 और जीसैट-2 को सफलतापूर्वक प्रमोचन करने के बाद जी.एस.एल.वी. दो विकासात्मक उड़ानों के बाद चालू हो गया। सितंबर 2004 में अपनी पहली परिचालन उड़ान में, जी.एस.एल.वी. ने शैक्षिक सेवाओं के लिए भारत का पहला समर्पित उपग्रह इडूसैट प्रमोचन किया। हालांकि, 10 जुलाई, 2006 को प्रचालित दूसरी परिचालन उड़ान, जी.एस.एल.वी.-एफ02, उपग्रह इन्सैट-4सी को कक्षा में स्थापित करने में सफल नहीं हुई।