魔神凱撒

兜 甲兒

魔神Z的駕駛員，性格超級熱血胸懷正義的青年，運動能力出眾，也頗具射擊技巧，嗜好是飆車。曾經只是普通學生的甲兒，從爺爺兜十藏手中得到以超合金Z製作的“魔神Z”后，就捲入了無盡的戰爭，有了魔神Z甲兒可以選擇成為神或者惡魔，甲兒選擇了屬於自己的道路“不讓魔神Z成為惡魔”。為了與企圖征服世界的地獄博士作戰，甲兒和光子力研究所所屬的夥伴們一起為保衛世界的和平而戰。除了已過世的爺爺兜十藏、下落不明的父親和母親外，甲兒唯一的親人只有兜次郎。和沙也加保持著曖昧的關係，雖然大家都看出兩人互相喜歡，但是兩人對待彼此的卻相當笨拙。和同樣駕駛魔神的鐵也則是好戰友。

弓 沙也加（弓さやか）

阿芙羅蒂A、維納斯A的駕駛員，光子力研究所所長弓 弦之助的女兒，被當成駕駛員培養，雖然她和阿芙羅蒂A/維納斯A每次在戰鬥中是拖後腿的角色，不過實際上沙也加是文武雙全的高能人才，她不僅擅長家務，在研究所的時候也經常幫忙，甚至連武術方面也有涉獵。性格熱情溫柔的沙也加，在面對甲兒的時候會變得非常微妙，看到甲兒與其他女性關係好的時候立刻會變成醋罈子。

劍 鐵也

光子力研究所專屬的戰鬥人員，甲兒的好友，大魔神的駕駛員。與甲兒不同的是，鐵也是專門作為大魔神的駕駛員而被培養的，擁有強壯的肉體和精湛戰鬥技巧的專家，擁有強烈的責任感，操縱著魔神和甲兒一起保護光子力研究所。在與阿修羅男爵的戰鬥中身受重傷，為了療養暫時離開了光子力研究所，這段時間裡找了原型的大魔神，之後為了掩護魔神凱撒再次趕赴戰場。

炎 純

鐵也的青梅竹馬，是一名善解人意的女性，平時主要負責光子力研究所的輔助工作。鐵也受傷修養時，和他一起離開了研究所，並一起尋找兜十藏遺留下的秘密研究所

波斯（ボス）

甲兒的同班同學。由於對沙也加十分的愛慕的關係，起初為此而將甲兒視為眼中釘，但在歷經數次的患難與共后，彼此逐漸建立起深厚地友情；事實上是個非常講義氣的男子漢，死要面子活受罪的性格。雖然無論在何時都表現出搞笑和迷糊的一面，但他對光子力研究的眾人的幫助是巨大的，由三博士製造並由波斯一手改造的BOSS ROBOT雖然在戰鬥中表現不佳、屢戰屢敗……卻經常出人意料地在某些時候幫上大忙。

兜 士郎（兜シロー）

甲兒的弟弟，略帶孩子氣的活潑少年，和哥哥甲兒的關係非常親密，兩人在各種事情方面互相幫助，是彼此精神的支柱。雖然在各個方面都有不足地地方，不過士郎也有屬於自己的超級機器人Robot Junior。

弓 弦之助（弓教授）

沙也加的父親，也是兜十藏的學生，個性溫和穩重的中年人，心中擁有強烈的正義感，希望將光子力的研究用於民生上，他打心底希望不要將光子力應用在武器上，但地獄博士對世界征服的行動讓弓教授不得不站出來對抗他的野心，一邊忙著與政客們糾纏，一邊忙於光子力研究所的工作。開發了多種魔神Z的武裝、並開發了阿芙羅蒂A。

蘿莉&蘿爾（ローリィ&ロール）

從美國前來支援光子力研究所的雙胞胎姐妹，除了外貌美麗外，她們能夠完成任何秘書工作，偶爾也兼任保鏢的工作。工作以外的時間她們是性格活潑的普通女性，而且很喜歡捉弄人。

三博士

協助光子力研究所開發工作的三博士，三人雖然給人感覺非常奇怪但實際上卻是非常可靠的人，擔當著魔神Z的開發、研究、維護等工作。

姆查&努克（ヌケ&ムチャ）

波斯的跟班，完全是搞笑角色，偶爾會幫光子力研究所干雜活。

地獄博士（ドクターヘル）

邪惡的天才科學家，精通物理、化學、生物學、考古學的天才，致力於古代邁錫尼文化的發掘工作，和好友兜十藏一起在巴德斯島的遺跡中發現了機械獸，萌生野心的他殺死了所有同行者，企圖以機械獸軍團政府世界，即使在最後的最後，他也沒放棄自己的野心，最後在地獄城爆炸時在烈焰中死去。

阿修羅男爵（あしゅら男爵）

地獄博士的忠實部下，本體是地獄博士將兩具古代邁錫尼夫婦的木乃伊左（女）右（男）合而為一製造出的幹部，鐵假面軍團的領導者，善於制定戰術，也經常親臨第一線戰鬥。由於古代邁錫尼人的血統，他擁有和機械獸心靈相通的能力，也能如同手腳般命令機械獸，雖然屢戰屢敗、屢敗屢戰，但他還是地獄博士最信任的部下，最後為了地獄博士犧牲自己成為地獄王哥頓的機械腦，在與魔神凱撒的戰鬥中身亡。

加米亞Q（ガミアQ）

阿修羅男爵製作的擁有美麗外貌的刺殺型人造人（其中一人是改造人，所以會流血），她們擁有極為靈活的身手，以頭髮作為武器襲擊甲兒。阿修羅男爵親切地稱她們為“我的女兒”。

鐵假面部隊（鉄仮面軍団）

阿修羅男爵直屬的特殊戰鬥部隊，他們除了是出色的戰鬥人員外，亦負責地獄城的一切雜物工作。他們臉帶面具，除了部分是單純戴面具外，也有部分是經過改造，直接打掉頭盔的話會看到腦子部分.