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科学势力（学园都市）
上条当麻（上条当麻（かみじょうとうま）声优：阿部敦）
居住在学园都市的高中生。成绩很差（时常得零分的等级）。拥有只要接触到就可以消除力量的右手，无论是超能力或魔法之类的异能之力都能够消除的能力“幻想杀手”，但能力不属于超能力或魔术法。由于机器无法测量，被当作等级零的无能力者。小时候因公认的不幸体质被其他孩子欺负，不过现在以“不幸的避雷针”，被同学们当作宝。遇到茵蒂克丝后，得知魔法世界的存在，接二连三的被卷入各种不幸事件。
其右手“幻想杀手”有效范围虽然只局限于右手手掌至指尖；但能够不论善恶，把一切如超能力和魔法等异能之力所产生的状况和效果完全消除。但此能力无法消去受其效果之后因物理现象产生的力量。例如：如果以超能力产生一个火球，其右手碰到该火球时则其火球会被消除；但因其火球炸起的各项东西如水泥石块等，其右手不能把这些炸起的东西消除或回复原状（正因如此，他不能回复龙王之吐息的余波造成脑部细胞的物理性破坏而失去记忆）。要是对方能力强度和范围达到一定规模，也无法完全消除；面对能自动再生的术式也无法完全消除，如魔女狩猎之王（Innocentius）。
原本是右撇子，却用左手拿叉子，出现过左右开弓的举动。
虽然具有不幸体质，桃花运却异常旺盛。
第一集曾自称伪善者，事实上却有为了重要的伙伴能够不顾危险的性格。尽管如此，除了“幻想杀手”以外，只不过是平凡高中生，经常受重伤，在事件过后入院几乎是例行公事。
在小说第一集（动画第六话）为了拯救茵蒂克丝，失去了所有关于情报的记忆。这件事除了本人和医生“冥土追魂”和偶然得知的美琴以外，其余的人都不知情。
常使用“那我就杀了这个幻想！”作为使用“幻想杀手”时的台词。
“这本轻小说真厉害！2008”人气男性角色排名第三位。
御坂美琴（御坂美琴（みさかみこと）声优：佐藤利奈）
就读学园都市名门贵族女校“常盘台中学”的少女，十四岁。
在学园都市中只有七人的等级五超能力者排行第三。拥有“超电磁炮”称号的电击超能力者。使用超电磁炮、使人不适的电磁波、铁砂之鞭、强力磁场、真正的雷击等各式各样的招式攻击。使用电击产生的电磁波对机器有不好的影响。在本作中，不只破坏了手机、有线电视，甚至连一台日币120万的警备机器人都故障了。
即使在贵族女校就读，行动却相当粗鲁，有以“四十五度斜角攻击机械维修法”（主要是踹自动贩卖机）喝免钱饮料的行为，对年纪较大的上条依旧口气狂妄。因此，主角曾说她完全没有大小姐该有的风范。曾经因为白井卷入自己的事情而被激怒（小说第八集），为了让上条和茵蒂克丝到达目的地而独自对付猎犬部队（小说第十三集），实际上是好人。
性格好胜，每次向上条挑战都被随便应付过去。原先被评为等级一的低能力者，是经过了相当程度的努力之后才提升至等级五的地位，因此对于无能力者的当麻却能够随随便便的化解自己的攻击相当不能接受，初期的上条称她为“放电国中妹”，茵蒂克丝则称她为“短发”。相当喜欢青蛙君为主题的饰品，喜欢穿孩子气的内裤。随着履次的接触，变得相当在意上条，不过当事人完全没注意到。受到同性白井的爱慕。
外传漫画《科学超电磁炮》的主角。
月咏小萌（月詠小萌（つくよみこもえ）声优：古山贵实子）
上条的班导。外表怎么看都像小学生（身高135公分），却喜欢抽烟喝酒。喜欢照顾别人，兴趣是保护离家出走的少女。一般的车脚踩不到油门和煞车，只能开残障者用车。非常喜欢教导学生，失去教学机会时会相当难过。上条有言：“越看到坏孩子就越开心”。
姬神秋沙（姫神秋沙（ひめがみあいさ）声优：能登麻美子）
就读学园都市名校“雾之丘女子学院”（小说第六集转入上条班上）。穿着巫女服的长发美人。拥有非常稀有的能力“吸血杀手DeepBlood”，因而被卷入三泽补习班的争斗。事件结束后，配戴简易版的“移动教会”－凯尔特十字架，消去能力并寄住小萌老师家中（小说ss时搬入学生宿舍）。虽然表情变化少，但也不是完全没有表情。
妹妹们（妹達（シスターズ）声优：ささきのぞみ）
御坂美琴的复制人。为了让一方通行进化到等级六所制造出来。
一开始有20000（+2）名，到10031号都因为一方通行的进化实验而死亡。所有妹妹的脑波彼此连线，构成“御坂网路”，并且共享一份记忆，性格上为“美琴的人格加上电波系大小姐的气质”，因为记忆共享的关系所以全员对上条都十分在意，不过对恋爱方面的感情尚无自觉。能力是等级二的电击能力“缺陷电气”。表情变化少，将情感随着发言一同说出口。与美琴一样缺乏耐性，会用平稳的口气讲出粗暴内容的话。
在外观上与美琴一模一样，能力却远不如本尊，无法目视电磁波，因此常配戴着军用目视镜。
在进化实验中止之后，正接受克服复制人短命特性的治疗中。
此外，第一次见到上条的御坂10032号又被称作“御坂妹妹”，曾将捡到的猫命名为“狗”。
感性上与美琴一样喜欢青蛙君，看到青蛙君的吊饰时目光就会被吸过去。
因为没有什么羞耻观念，内裤被看光光，甚至全裸被看到也面不改色。
最后之作（打ち止め（ラストオーダー）声优：日高里菜）
于小说第五集首度登场。在御坂妹妹中的地位最高，是御坂网路的管理者。检体编号20001。是为了防止“妹妹”们反叛、失控而制作出来的。身体调整尚未完成，原本不该离开培养器，却因某些原因流落街头，正彷徨时遇见了一方通行。人格资料设定上，脱逃时会下意识躲避身穿白色长褂的研究员装扮人士，在处处都有电磁纪录的学园都市中，拥有能够完全躲避追纵的生存本能。
外观是10岁左右的小女孩。第一次登场只包著一条脏毛巾，现在则穿着合身的衣服。
第五集之后，使用所管理的御坂网路弥补一方通行的能力（也就是说能控制最强的能力者）。平时常和一方通行斗嘴。
同样是御坂的复制人，能力一样是“缺陷电力”，不过在小说第十三集中被认定为等级三。
和妹妹们不同的是，具有较丰富的表情，另外最后之作在句尾会加上“御坂御坂”，其余的大致上都和妹妹们相同了。
显示▼隐藏▲注意：框内为最后之作的作品情节、结局或其他相关内容，可能降低欣赏原作时的兴致。
逃离培养皿的原因是自己为了防止他人（天井亚雄）写入不正当的程序。逃离前被植入病毒，一但病毒启动经由御坂网路将对人类进行无差别攻击，最后被一方通行所阻止。特别的个体除了最后之作外，尚有一名由天井亚雄所培育，编号00000的个体（可能是最初培育的原形），由于这名个体并未与御坂网路连结，所以目前所在地与现况不明。
一方通行（一方通行（アクセラレータ）声优：冈本信彦）
学园都市最强的超能力者。只要接触到皮肤，能够自由操纵各种力的“方向”（平常使用反射），同时头脑也具有相当高的演算能力，其能力也依靠著演算能力而运作，因为连直射日光都反射，头发和皮肤都呈现白色，瞳孔颜色接近红色。缺乏外部刺激导致激素分泌异常，体型无法分辨是男是女。
可以旁若无人的拒绝他人。由于过去能力不断伤害别人，为了不伤害他人，认为与他人有感情交流是不行的，久而久之就对他人失去兴趣。此外，为了防止别人挑战受伤，想让自己从“最强”变为“无敌”。内心期望有人能够阻止进化实验的杀戮行为。被上条打败、遇到美琴的复制人“最后之作”以后，渐渐的会开始关心他人。喜欢罐装咖啡，找到喜欢的口味会一口气大量购买，但很快就腻了。
在小说第五集时因为脑部受损而失去演算及语言能力后得到“御坂网路”的辅助，不过受限于接续电极的电池寿命，能力使用时间也受到限制。
本名为三个字，姓氏为两个字。于第六集被上条猜测为铃科百合子。不过姓名、性别都尚未证实。
蓝发耳环（青髪ピアス（あおがみピアス）声优：川原庆久）
本名不明。上条就读班上的学级委员。身高180公分，一口连三大男高音都会吓一跳的粗犷男声。说假关西腔、自称关西人。拥有不输给上条的御宅族知识（上条时常跟不上，或许实力在上条之上），光是喜欢的女性类别便占了电击文库的一面半。住在面包店而不是宿舍。能力不明，似乎是能够高速运动的肉体强化系能力者。
土御门元春（土御門元春（つちみかどもとはる）声优：胜杏里）
上条的邻居和同班同学。金发，身穿夏威夷衬衫，不良少年风的打扮似乎是想吸引女生注意。操著不可思议的九州腔。虽然平时马马虎虎，实际上却是学园都市和英国清教的间谍。原本是顶级阴阳师，接受超能力开发后魔术使用便受到限制，以体术为主要武器。非常喜爱就读家政学校、没有血缘关系的妹妹舞夏，因此被称为“妹控军曹”、“让妹妹穿上女仆服后袭击的危险人物”。魔法名为“Fallere825（背刺之刃）”，能力为等级0的肉体再生（automaticReverse）。为了达成目的连自己人都能欺骗，就算牺牲自己也在所不惜。
白井黑子（白井黒子（しらいくろこ）声优：新井里美）
常盘台中学一年级生，御坂美琴的学妹、室友。相当爱慕御坂，称呼御坂“姊姊”，怎么看都已经超越了“对学姊的憧憬”，因此对妨碍两人关系的人（主要是上条）抱持敌意。喜欢布料很少的内裤。只要皮肤接触到就能够将其凭空传送（包括自己），等级四的瞬间移动能力者。担任风纪委员。
风斩冰华（風斬氷華（かざきりひょうか）声优：阿澄佳奈）
茵蒂克丝在上条学校碰见的**眼镜娘，对茵蒂克丝是最初的朋友。姬神还在雾之丘女子学院时也曾经听过关于她的传闻。是掌握学园都市中谜般存在的“虚数学区，五行机关”的关键，也因此被人盯上。性格温和、些许胆怯。
在路上行走时会产生杂讯，看起来有立体影像的错觉。
实际上是aIm扩散立场的一部分所化身而成，也就是说她的存在是超能力的聚合体。在小说第十三集为了对付入侵的“前方之风”，被控制成为人造天使“修丝＝风斩”，在茵蒂克丝的努力下得救。
结标淡希（結標淡希（むすじめあわき））
就读雾之丘女子学院二年级，学园都市58个空间移动能力者的其中一人。和白井黑子不同，能力是把物品从a点移到B点的“座标移动”。尤于一般性较高，较难控制，以前有过移动自己失败，脚卡在墙壁中的经验，受此创伤后，能力在等级四时停止成长。负责带领别人进入没有门窗的建筑中。
初春饰利（初春飾利（ういはるかざり））
和白井黑子同样为一年级的风纪委员。留着黑色短发，头戴花圈，远远的看起来好像头顶着花瓶。对贵族女校常盘台中学相当憧憬，往奇怪的方向学习日常生活和礼仪。还是一般人时，曾被第一次担任风纪委员任务的白井帮助。和白井十分要好。在风纪委员中负责通信与情报管理，技术力连白井都十分吃惊。
吹寄制理（吹寄制理（ふきよせせいり））
上条班上的大霸星祭营运委员。别称完全防御上条之女。所有超能力不明。时常送上条强烈的攻击（铁拳、头锤等）。喜欢通贩购物，家里有很多只用一两次的物品。些许健康御宅族。
碰到欧莉安娜的魔法后昏倒，经过冥土追魂的处置后很快的就出院了。似乎也是**。
亚雷斯塔・克劳利（アレイスター＝クロウリー声优：关俊彦）
学园都市概括理事长。住在没有门窗的建筑当中，身穿绿色手术衣，头下脚上浸泡在红色液体中的“人类”。依周围机械推算有1700年的寿命。为了控制、利用虚数学区‧五行机关，和学园都市内外组织保持微妙的平衡。上条的能力、绝对能力进化（升级至等级六）也是计划的一部份。
企图利用虚数学区一口气停止全世界的魔法活动（小说第十集）。
身份原是魔法界内最优秀的魔法师。
冥土追魂（冥土帰し（ヘヴンキャンセラー）声优：仲野裕）
看起来像青蛙的学园都市医生。能将被切断的手腕完成不留痕迹的接回（小说第二集），靠部份麻醉进行心脏手术（小说第五集），技巧高超的医生。以“不管发生什么都不能抛弃患者”为信念，行动时连眉头都不会皱一下。据说曾做出能够克服人类寿命的机器。
从前治疗过亚雷斯塔，和他颇有渊源。
芳川桔梗（芳川桔梗（よしかわききょう）声优：冬马由美）
在学园都市中研究所上班的女性研究员。负责管理绝对能力计划实验的中枢。实验冻结后一个人留在研究所中，企图阻止受到天井入侵的最终之作暴走。自知性格天真却不温柔，曾想当老师而后来放弃了。为了阻止天井而胸部中弹，在小说第十二集中和一方通行与最终之作一起出院。
天井亚雄（天井亜雄（あまいあお）声优：铃木达央）
原本是量产型能力者计划的研究员，专长是使用学习装置制作人格资料。在绝对能力进化时间中负责实验管理。实验冻结后于最终之作脑中放入病毒，企图加入反学园都市的外部组织。
黄泉川爱穗（黄泉川愛穂（よみかわあいほ）声优：甲斐田裕子）
上条就读学校的体育老师。虽然是身材姣好的美女，平常却都穿着绿色体育服。和小萌的关系接近朋友，与芳川为旧识，人脉极广。相当热心参与守护学园都市的警备员。以不以武器面对学生为原则，但为了学生会毫不犹豫的拿起武器。
被芳川请托照顾一方通行和最终之作。出院后让两人寄住在家中。
有发生问题时打扫房间逃避现实的坏习惯。如果不知道她如何煮饭的话，味道倒是不错。
灾误老师（災誤先生（さいごせんせい））
详细不明。在限定通贩的“电击BunKoYomI”中为上条就读学校的生活指导。
“电击BunKoYomI”是官方的“盗版”，有不被官方承认的可能性。
木原数多（木原数多（きはらあまた））
学园都市的科学家，“猎犬部队”的首领。脸左半部有刺青。性格暴虐，能毫不在意的舍弃部下，把人命当成杂草践踏。然而却拥有天才般头脑，为开发一方通行能力的人。遵照亚雷斯塔的命令袭击一方通行等人，将病毒“angeL”注入最终之作脑中，使人造天使“修丝＝风斩”降临学园都市。但他绑架最终之作的行为激怒一方通行，最后和猎犬部队一同遭到歼灭。熟知一方通行反射能力，将一方通行逼到绝境，却因无法应对一方通行的新能力而战死。
学园都市的暗部组织
group
土御门元春（土御門元春（つちみかどもとはる）声优：胜杏里）
主条目：#土御门元春
一方通行（一方通行（アクセラレータ）声优：冈本信彦）
主条目：魔法禁书目录#一方通行
海原光贵（海原光貴（うなばらみつき）声优：岸尾大辅）
主条目：魔法禁书目录#艾扎力
结标淡希（結標淡希（むすじめあわき））
主条目：魔法禁书目录#结标淡希
school
成员死亡率很高的暗部组织，在十月九日的事件中的目标是得到“能力追迹”和分析出“滞空回线”所携带的讯息。
垣根帝督（垣根帝督（かきねていとく））
学园都市七位Level5超能力者中的其中一人。是仅次于“一方通行”的第二名超能力者，同时也是学园都市暗部组织“school”的领导者。
身高接近180公分，跟第四名的麦野沈利有着压倒性的实力差距。能力“未元物质（未元物質（ダークマター））”的效用是创造新的物质（此处的物质指的不是“尚未发现的物质”，而是“从一开始就不存在于这个世界上的物质”），并可以设定这个物质的所有物理及化学性质。平常的应用是利用未元物质形成三双翅膀，借此飞行与防御。看起来就如同天使一般。借由更改翅膀的化学性质，使其反射出的光线看似普通，但却具有杀人的性能。
不喜欢别人用“未元物质”这个称号称呼他。在十月九日的事件中使用长刃手套“镊子（ピンセット）”进行攻击和情报蒐集。
“心理定规”（「心理定規」（メジャーハート））
本名不明，穿着洋装的女子。能力是“心理定规（心理定規（メジャーハート））”，是将特定两人间“内心的距离”用数值表示出来。由于第一次出场时驾着起重机，被滨面称作“卡车女”。是唯一一个在十月九日的事件后还活着的“school”成员。
沙皿致密（砂皿緻密（すなざらちみつ））
是“school”借由“人才派遣”雇用来的狙击手，作为佣兵，“school”以一把价值70万日圆的磁力狙击炮代替雇用的费用。在十月九日的事件中暗杀亲船最中失败，随后即死于“Item”总部的攻陷战中。
带着金属环的少年（ゴーグルの少年）
本名不明，在头上戴着金属环的少年。从金属环延伸出来的电线连接着腰部上的机械。能力不明，为了灭口而杀了“人才派遣”。
Item
和“school”是敌对关系的暗部组织。任务是阻止统括理事会及高层的暴走。
麦野沈利（麦野沈利（むぎのしずり））
学园都市七位Level5超能力者中的其中一人。“Item”的首领。喜欢吃鲑鱼丼。
平常穿着高跟鞋，看似一个普通的高中女学生，其实私底下心狠手辣，为了完成目的而不惜牺牲所有伙伴。能力是“原子崩坏（原子崩し（メルトダウナー））”，可以操控不附在原子上的自由电子，使其处于在“波”和“粒子”之间的“暧mei状态”，借此发射电子线作为攻击手段。（正式分类上被称作“粒机波形高速炮”）平常维持着“低出力”的形态，是因为能力十分不稳定，需要很多的微调和慎重的设定。若是在“高出力”的状态，一秒就可以杀掉第三名的御坂美琴，但自己也会灰飞烟灭。
显示▼隐藏▲注意：框内为麦野沈利的作品情节、结局或其他相关内容，可能降低欣赏原作时的兴致。
在跟滨面的决斗中，由于开启了“高出力”导致左手消失。但最后还是输给滨面。
绢旗最爱（絹旗最愛（きぬはたさいあい））
“Item”的主要战斗员，常在话里加上“超”来强调语气。有着跟其十二岁的年龄不符的身材和面貌，但行为举止都是十二岁。
能力是Level4的“氮气装甲（窒素装甲（オフェンスアーマー））”，在其皮肤上4～5公分的距离内将氮气压缩，使其具有高密度和高防御力，因此可以做出举起汽车、接住子弹等不符常理的动作。
十分珍惜伙伴，为了拯救伙伴可以牺牲自己来拖延对手。喜欢看二流的B级电影。称自己为“唯一能理解大导演想传达的东西的人”。
显示▼隐藏▲注意：框内为绢旗最爱的作品情节、结局或其他相关内容，可能降低欣赏原作时的兴致。
在十月九日被为了拯救泷壶和滨面，留下来拖延时间，但被垣根重伤，目前生死不明。
弗兰达（フレンダ）
“Item”的成员，习惯在话的开头加上“结果（結局）”。能力不明。是个金发的高中女生。喜欢吃咖哩的罐头。
显示▼隐藏▲注意：框内为弗兰达的作品情节、结局或其他相关内容，可能降低欣赏原作时的兴致。
在十月九日的事件中，由于想叛变到“schooL”，被麦野腰斩。
泷壶理后（滝壺理后（たきつぼりこう））
“Item”的成员，穿着看似睡衣的粉红色服装。是个没有精神的少女。
能力是Level4的“能力追迹（能力追跡（aImストーカー））”，借由侦测aIm扩散力场来确定超能力者的位置（只要在太阳系内都找的到），不过使用能力时需要服用名为“液晶（体晶（たいしょう））”的白色粉末，无法过度使用能力，否则身体会崩坏。
跟滨面的关系很好←。垣根说其具有成为Level5的可能。
member
亚雷斯塔直属的暗部组织，以其高科技自豪。
博士（博士（はかせ））
本名不明，戴着眼镜，穿着白色实验用长袍的年长男子。“member”的领导者。
是研究aIm扩散力场的专家，断言结标淡希和泷壶理后有成为Level5的可能。使用手上的机器来控制及操作反射合金粒子“合huan（オジギソウ）”进行攻击。跟在其身边的机械犬则是由马场芳郎控制。
马场芳郎（馬場芳郎（ばばよしお））
“member”的成员。平常不露面，而是潜藏在第二十二学区中的理事会专用地下避难所“避暑地”，进行机械犬的远端操作。借此来保护博士和回报博士战况。
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在十月九日的事件中，被“school”暗算，被困在“避暑地”中，缺少食物和氧气而陷入绝望的深渊。
红色水手服（赤のセーラー服）
主条目：魔法禁书目录#席琪桃尔
查乐（査楽（さらく））
穿着羽绒衣的男子，“member”的一员。自称“一流恶党”。
能力是Level3的“死角移动（死角移動（キルポイント））”，借由绕到对手背后进行攻击。也因如此，只要没办法掌握对手的位置就只能束手就擒。常使用“人质”这种卑鄙战略。
Block
跟佣兵关系良好的暗部组织。成员大多为无能力者，目标是暗杀亚雷斯塔。
佐久辰彦（佐久辰彦（さくたつひこ））
体格像熊的壮硕男子，28岁。是“Block”的领导者。
跟觊觎学园都市的外部组织有所勾结，因此在都市外有5000人的佣兵援助。
手盐惠未（手塩恵未（てしおめぐみ））
体格良好的女子，身高180公分，25岁。“Block”的成员。
身体强壮，徒手搏击的能力极强。平常的职业是警备员。利用警备员的“逮捕术”加以改良作为攻击手段。懂得利用地形、克服地形，俨然是个优秀的士兵。虽然策画了利用结标淡希进入亚雷斯塔大楼的计划，但不喜欢佐久强硬残忍的作风。因为以前的某件事而对亚雷斯塔怀有怨恨。
山手（山手（やまて））
“Block”的成员。被海原光贵（艾扎力）杀死，并以其面貌作为伪装入侵了“Block”。
铁网（鉄網（てつもう））
“Block”的成员，阴郁的少女。
能力是“意见解析（意見解析（スキルポリグラフ））”借由与他人握手来得知对方的所有资料。在“Block”中被用来确认间谍和叛徒。
skillout
驹场利德（駒場利徳（こまばりとく））
无能力者武装集团“skillout”的首领。说话方式有如要把影印纸吐出般阴郁，猩猩状男子。为了守护无能力者而组成“skillout”，企图反攻。装备了强化肌肉的“发条绷带”、电波扰乱兵器“扰乱之羽”和能够依目标即时产生最合适子弹的“演算枪炮（smartweapon）”。好像有个小学生年纪的妹妹。
显示▼隐藏▲注意：框内为驹场利德的作品情节、结局或其他相关内容，可能降低欣赏原作时的兴致。
在ss中，被一方通行的反射所杀死，也因此造成“skillout”内部的不稳定。
滨面仕上（浜面仕上（はまづらしあげ））
“skillout”的驹场死亡后，继任首领。穿鼻环。
和驹场不同，毫无领导力，对首领职位不适应。
显示▼隐藏▲注意：框内为滨面仕上的作品情节、结局或其他相关内容，可能降低欣赏原作时的兴致。
在小说15集中为了拯救泷壶理后，打倒了Level5的能力者麦野沈利，成为第二个完成“Level0打倒Level5”这个不可能的任务的人。
半蔵（半蔵（はんぞう））
“skillout”的成员，穿着黑衣。现在是“skillout”的代理首领。
显示▼隐藏▲注意：框内为滨面仕上的作品情节、结局或其他相关内容，可能降低欣赏原作时的兴致。
是忍者家族的末裔，使用手里剑作武器，擅长第一招就杀死对手的暗杀。
认为忍者应该隐身于历史的洪流当中，不应该有过大的声势。因此和同为忍者末裔的小郭理念不和，最后将其打倒。