学園都市第7学区の高校に在籍する無能力者（レベル0）の少年だ。右手にすべての異能力（超能力と魔術）を無効化する謎の力「幻想殺し（イマジンブレイカー）」を宿している。この右手の影響で神の加護まで打ち消してしまい、一生をひどい不幸に苛まれ、口癖のように「不幸だ」と言って過ごしている。しかし、不正を見れば黙っていられない無鉄砲なまでの正義感と温かい性格の持ち主であり、危機に陥った人を救うために命を懸けて飛び込む人物だ。担任の小萌先生からはいつも落第点を付けられ、補習授業に連行される厄介な教え子だが、常に自分を心から心配してくれる先生を深く信頼し、慕っている。

上条当麻、土御門元春と共に「落第点三人組」と呼ばれるクラスメイトであり親友だ。180cmを超える長身に、名前の通り派手な青染めの髪と顔のあちこちに施したピアスという不良のような外見が特徴だ。しかし外見とは裏腹に関西弁を話し、快活で人当たりの良い性格をしており、クラスのムードメーカー役を担当している。筋金入りのオタク属性を持っており、メイド、ロリ、お姉様などあらゆる萌え属性に熱狂し、時には担任の小萌先生を見て下心混じりの妄想をしては当麻にツッコミを入れられることもある。普段は軽いギャグキャラクターに見えるが、学園都市の裏側や複雑な事情を意外にも見抜いているような妙な雰囲気を漂わせる、謎めいた人物だ。

上条当麻、青髪ピアスと共に「落第点三人組」として括られるクラスメイトであり親友だ。派手なアロハシャツに常にサングラスを着用しており、語尾に「〜だにゃ」をつける独特の口調が特徴だ。普段はおバカなギャグキャラクターのように振る舞っているが、実はイギリス清教「必要悪の教会（ネセサリウス）」所属の魔術師であり、学園都市の多重スパイ（暗部組織「グループ」所属）という重大な秘密を隠している。かつては陰陽師系の天才魔術師だったが、学園都市で超能力開発を受けたためにレベル0（無能力者）となり、魔術を使うたびに体が壊れるリスクを抱えている。血の繋がらない義妹「土御門舞夏」を溺愛する重度のシスコンであり、当麻や小萌先生の平和な日常を守るために、裏で汚い仕事や戦闘を一手に引き受ける隠れた協力者だ。

学園都市第7学区のとある高校で化学を教える成人教師であり、上条当麻の担任教師だ。135cmの小柄な小学生のような外見とは裏腹に、仕事が終われば自宅でヘビースモーカーのごとく煙草を吸い、缶ビールを豪快に煽るという強烈なギャップの持ち主だ。見た目は子供のようでも内面は誰よりも大人であり、学生を心から愛する真の教育者だ。いつも問題を起こし落第が当たり前の問題児・当麻に小言を言いながらも、補習を受けさせ面倒を見ながら、常に心から心配している。行き場のない青少年を自宅に招いて食事を与え泊めてあげるほどの温かい母性と包容力を持っている。さらに、学園都市の民間治安維持組織「警備員（アンチスキル）」の隊員たちとも深い親交があり、優れた専門知識と人脈を活用して作中の様々な事件解決に隠密かつ決定的な助けを与える心強い協力者だ。

上条当麻のクラスに転校してきた、無表情で寡黙な長い黒髪の巫女風の少女だ。自分の血で吸血鬼を引き寄せ殺す希少体質「吸血殺し（ディープブラッド）」の能力を持っていたが、事件後は能力を抑制し平穏に暮らしている。当麻に密かな好意を抱いており、担任である小萌先生の温かい見守りの下で、クラスメイトたちと交流しながら平和な日常を学んでいく。

当麻の学校に現れた眼鏡をかけた内気で優しい巨乳美少女だ。インデックスの親友でもある。彼女の正体は人間ではなく、学園都市の超能力者たちが放出するAIM拡散力場が集まって誕生した「人工天使」だ。本質がエネルギー体であるため、当麻の右手に触れると消滅する危険があるが、自分を人格として接してくれる当麻や友人たちを守るために必死に努力する。

学園都市レベル0の落第生たちを率いる、毅然とした態度と強い責任感を持つ学級の風紀委員的存在。トラブルメーカーの男子生徒たちを頭突きで成敗する。