本須和 秀樹（もとすわ ひでき）
声：杉田智和
身長185cm。9月3日生まれ。
本作の主人公。大学受験に失敗した北海道出身の浪人生。予備校に通う事になるが、ある日ゴミ捨て場に捨てられていたパソコン・ちぃを拾う。パソコン音痴で知識もほとんどない。エロサイトを見たがっている。頭は悪い（?）し、おっちょこちょいだが性格はやさしい。そのやさしさはちぃをはじめ一部を除く誰もが認めるほど。運動神経が良く、走るのは速い。一人暮らしのためひとりごとが多い（新保が「あいかわらずひとりごと多いな」と認めるほど）。ガブ・城ヶ崎2階の一番端に住んでいる。実家は北海道で牧場経営をしている。
ちぃ[2]
声：田中理恵
身長152cm。4月13日生まれ（製作日）。
なぜかゴミ捨て場に捨てられていたかわいいパソコン。プロテクトがかかっていたため起動されてしばらくOSがインストールされていないと思われていた。実は大いなる秘密を抱えていて、作品の進行によって徐々に明かされる。初めは「ちぃ」しか喋れず、それが名前の由来にもなっている。当然だが、「ちぃ」の命名者は秀樹である。ちぃ自身も「秀樹がつけてくれた」とこの名前を気に入っているよう。
実はフレイヤの妹として作られたパソコンで、当時の名前は「エルダ」。フレイヤが倒れ、彼女の心と記憶を守るため自分自身に移し変え、エルダ自身の記憶は失われてしまった。彼女に組み込まれているシステムは現在の人型パソコン全てに関係することで、ちぃの「アタシだけのヒト」がちぃの全てを受け入れてくれなければ、人型パソコンに組み込まれているとあるシステムが壊れてしまうシステムであった。エルダがゴミ捨て場に捨てられていたのは、フレイヤと同様にエルダのシステムも一郎を「あたしだけの人」と認識しないためと、自分の「あたしだけの人」を探すために千歳に願い出たためであった。また、「Chobits」というのは千歳（Hibiya Chitose）の名前から取られており、エルダとフレイヤのパスワードでもあった。
フレイヤ[2]
声：田中理恵
身長152cm。ちぃと同じ顔をしている。ちぃが目を閉じた時のみ会える。千歳を知っていて、ちぃの過去も知っている模様。
実は千歳の娘として、千歳の夫・一郎が作った最初の人型パソコン。目覚めた当初は千歳や一郎を「ママ」や「パパ」と呼び、慕っていた。しかし彼女のために一郎が作ったシステムが、一郎を「あたしだけの人」として認識していく。やがてそれはフレイヤ自身を苛み、ついには倒れてしまう。千歳や一郎がどれだけ手を尽くしても治らなかった。エルダの「フレイヤの心をなくしたくない」という思いにより、彼女の心と記憶はエルダへと移された。
新保 弘（しんぼ ひろむ）
声：関智一
身長180cm。12月22日生まれ。
秀樹の予備校の友人で、近所に住んでいる（アニメではアパートの隣人）。その予備校の講師である清水多香子と一騒動起こすことになる。実家はコンビニエンス・ストア・チェーン経営をしている。
すもも[3]
声：くまいもとこ
身長16cm。1月1日生まれ（製作日）。
新保の自作ノートパソコン。後に秀樹の家に住み着く（新保が一時的に預けた後、電話で設定を変更され、持ち主が本須和となる）。待機中は踊るようにプログラミングされている。得意技（?）は「おめざ体操」。
清水 多香子（しみず たかこ）
声：柚木涼香
身長167cm。7月28日生まれ。
秀樹の通う予備校の講師。担当科目は古典、英語、数学。秀樹たちの通う「関予備校」の講師だが、小学校の教師になる願望を持っていたため小学校の教員免許も持っている。
既婚者。しかし、夫がパソコンに（性的にではないが）魅了されてしまい、夫婦関係は崩壊状態にある。後に新保と不倫関係になる。
大村 裕美（おおむら ゆみ）
声：豊口めぐみ
身長150cm。5月20日生まれ。
高校生。秀樹のバイト先・居酒屋「よろこんで」のバイト仲間（アニメ版では「よろこんで」店長の娘）。「チロル」店長の植田とはワケありらしい。Eカップの隠れ巨乳。
国分寺 稔（こくぶんじ みのる）
声：桑島法子
身長145cm。1月25日生まれ。
中学1年生。パソコンの知識に長け、自作系BBSでは「M」のハンドルネームでよく知られた存在（その「M」は「Minoru（みのる）」の頭文字からきている）。何台ものメイド型パソコンを自作しており、中でも柚姫に特別な感情を抱いている。彼は、ちぃは都市伝説となっている「Chobits」なのではないかと言う。
両親[4]は離婚し、姉の斉藤 楓[5]（声：川澄綾子）とは死別している。稔は柚姫を、病死した姉に似せて筐体（外観）を製作した。稔にとって柚姫は失った姉の代わりであり、常にそばにいて欲しい存在である。
柚姫（ゆずき）
声：折笠富美子
身長160cm。12月25日生まれ（製作日）。
稔の自作パソコンの一台。稔は数多くの自作パソコンを所有しているが、その中でも特に物量と時間を投入され、作品世界の中に数多く存在するパソコンの中でも個人所有レベルをはるかに超えたものに仕上げられている[6]。稔が同行させていることも多い。
日比谷 千歳（ひびや ちとせ）
声：井上喜久子
身長165cm。9月24日生まれ。
秀樹の住むアパート・ガブ・城ヶ崎[7]の管理人。27歳の未亡人。
亡くなった夫の名は「一郎[8]」で、玩具会社[9]の社長だったらしい。ちぃに服をくれたり、地下室の設備や絵本『だれもいない町』など、ちぃの過去に何かと関係があるらしい。
実はちぃの母親とも言える人。夫が作ってくれたフレイヤとエルダを深く愛したが、フレイヤが倒れ、その後のエルダの願いにより、エルダの記憶を一部だけ小さなディスクに残し（エルダが目覚めなかった場合、自分が覚醒させ、再び共に暮らそうと考えていた）、エルダを外へと出した。アパートの管理人になったのは夫との約束を守るためであった。ちぃにあげた服は元々はエルダのものであった。
植田 弘康（うえだ ひろやす）
声：上田祐司
身長190cm。7月20日生まれ。
ちぃのバイト先・ケーキ屋「チロル」の店長。39歳だが、かなりの童顔で秀樹からも20代だと思われていた。「チロル」を開業して7年になる。「チロル」は自宅兼厨房付き店舗で2階に住んでいる。両親は父・母共に他界している。
パソコン（ユミ:進藤尚美）と結婚・死別したことがマスコミに取り上げられ、広く話題になったことがある（このエピソードは特に海外での評価が高い）。その件の後、裕美は上記の件を知りつつチロルでアルバイトを始め、店主である植田に好意を持ち、植田の中で大きな存在であったパソコンのユミとの間で苦しみを抱えることとなる。
小島 良由起（こじま よしゆき）
声：諏訪部順一
身長180cm。6月18日生まれ。
ハンドルネーム「ドラゴンフライ」。天才的ハッカーだが、性格にちょっと問題あり。20台以上の自作パソコンを持っている。大学4回生。個人的な興味でちぃを誘拐した。
琴子[3]（ことこ）
声：ゆかな
身長16cm。3月3日生まれ（製作日）。
ドラゴンフライのモバイルパソコン（スペックは普通の人型パソコン並らしい）。行儀にはうるさく、嘘がつけない性格。人型パソコンと同程度の性能を持っている。現在はちぃを誘拐した時のデータを消されないために秀樹の家に住み着いている。
パソコン関係のことで規定レベルから外れていることや特殊な状況があった場合、調査するようにプログラミングされている。この調査によってアパート内に構築されている通信が「企業でも使わないような超高速通信」であることを突き止めた。
ジーマ[10]
声：千葉一伸
身長190cm。8月15日生まれ（製作日）。
政府が作ったパソコン。国のデータバンク本体。ディタのことが気になるらしい。
稔のところに届いた、でたらめなアドレスの写真添付メールは彼の仕業である。ちぃに組み込まれたとあるプログラムが発動するのを阻止するための独断行動だったようだ。
ディタ[10]
声：徳光由禾
身長150cm。8月15日生まれ（製作日）。
政府の防衛システム。国のデータバンク・ジーマを保護するために作られたパソコン。ちぃに関する"あること"を阻止する目的で、ちぃを探している。パソコン・人間含めた女性キャラの中では唯一、女性語ではなく、「?だよ」言葉で話す。
銀星 坂道 あさ あじ 空に あした 空想 幸せ アタ 空飛 あたし 偶然 あたた あたたか 君に あたたか 君の アダ 黒薔 君の ダイ あたら 君を あたら あつい 決断 あとの 月光 流星 あなた 月光 あなた 月光 あなた あなた 見え あの雲 古い あの雲 故郷 あの夏 鼓動 あの夏 あの海 好奇 あの空 街路樹 幸せな あの頃 幸せ