高校入学時にいきなり「東中出身、涼宮ハルヒ。ただの人間には興味ありません。この中に宇宙人、未来人、異世界人、超能力者がいたら、あたしのところに来なさい。以上。」と言い放ち、ぶっ飛んだ自己紹介をかます。 「校内一の変人」の異名を持ち、その極めて特異な性格・言動ゆえに、「涼宮ハルヒシリーズ」の代名詞ともなっている人物であり、同作品シリーズについて語るうえで欠かせない存在といえる。 北高1年5組（第9巻『分裂』より2年5組）の女子生徒であり、SOS団団長。アニメにおける身長は158cm。一人称は「あたし」。 キョンと同じクラスで、キョンのすぐ後ろの席に座る（何回席替えをしても、ハルヒの能力のためか位置関係は不変である）。 入学当初は腰まで伸びるストレートヘアで曜日ごとに髪形を変えていたが、キョンにそのことを指摘されて以降は肩にかかる程度の長さで揃えている。黄色（山吹色）のリボンがトレードマークで、小学校時代から愛用している。 黒髪ボブカット黒目の美少女で、スタイルも抜群。朝比奈みくるほどではないが胸も大きく、プロポーションはキョン曰く「スレンダーだが、出るとこは出ている」。 文武において万能で、学業の成績は学年上位に位置しており、身体能力も非常に高く、入学当初はどの運動部からも熱心に勧誘されていたほど。また料理、楽器演奏、歌唱など多彩な才能を持っており、キョン曰く「性格以外は欠点は無い」。 実は世界に影響を与えるほどの巨大な力を持っている。詳細については現時点では明かされていないが、その力によって第1巻『憂鬱』時点からみて3年前の中学1年の時に「情報の爆発」、「時間の断層」、「超能力者の発生」を引き起こした。 情報統合思念体は、ハルヒの力は「自分の都合の良いように周囲の環境情報を操作する力」、「何もないところから情報を生み出す力」であり、そのためにハルヒは「自律進化の可能性を秘めている」存在であると考えている。 また、古泉が属する「機関」は彼女の力を「どんな非常識なことでも思ったことを実現させる」という、神にもなぞらえられる程の力であると認識している。 一方、朝比奈みくるが所属する未来人の組織はハルヒの力を「世界の仕組みを変えるもの」ではなく、もともと存在する超自然的な存在や現象を自覚無しに発見する力であると考えている（ただしハルヒが時間の断層をどうやって生み出したのかについては、未来人にとっても未だに謎である模様）。 他にもさまざまな組織がハルヒの力について異なる理論を持ち、彼女に関心を抱いていることが作品内にて示唆されている。いずれにせよ、ハルヒ本人は自分の持つ巨大な力を全く自覚していない。 また、強い不満やストレスのために精神状態が不安定になると「閉鎖空間」を発生させることがある。これについてもハルヒ自身は自覚していない。