Гилеозавр относится к анкилозаврам (Ankylosauria), которые, в свою очередь, подразделяются на два семейства: нодозаврид (Nodosauridae) и анкилозаврид (Ankylosaurudae). Эти семейства имеют ряд отличий: анкилозавриды обладали булавообразным утолщением на хвосте и их череп защишали мощные роговые пластины, у нодозаврид хвост имел обычное строение и череп был защишен в меньшей степени. Гилеозавр относится к нодозавридам. Вся его спина и хвост были покрыты костными пластинами самых разных форм и размеров: некоторые из них были ровными и имели округлую или овальную форму, другие в процессе эволюции превратились в острые шипы в области плечевого пояса. Такие усовершенствования отпугивали гилеозавра других животных, в первую очередь хищников.