主人公。天才的な頭脳と自分専用のラボを持つマッドサイエンティストな男の子。日夜ラボにこもり実験を繰り返し、（しょうもない）発明を続ける。頭を使う事が大好きで、テストとかも大好き。反面 、体を動かす事が大嫌いで、体育の授業は、ほとんど見学している。ただ、運動神経が無いというわけではなさそうである。

アインシュタイン博士を崇拝。好きなヒーロー、スーパーモンキー、グローリー少佐、アクションハンクなどなど。好きな食べ物はピーナツバターサンドイッチ。頭がいい事以外では、ごく普通 の少年である。天敵は姉のディディ。ディディがラボに入ってくる事を極端に嫌うが、時には姉思いの一面 を見せる。まあ、トムとジェリーの関係といった所か。

それでもよく理解できない人のために言うと、「邪悪なキテレツ」です。要するに。なお年齢については、初期は７才、現在は４年生、という事で結論が出ている。

またシーズン3からは、さらに背が低くなった印象を受ける。それはおそらく顔が大きくなったからであろう。そして頭のてっぺんが平らになった。そして目が随分と大きくなっている。またこの画像ではわからないが、服のボタンがひとつになった、というのも大きな違いである。

そもそもカートゥーンのキャラは、動きやすくするために、その体を単純な図形で構成している、という特徴がある。もちろん従来のデクスターもそうだったが、シーズン3以後のデクスターは、その「図形化」をより押し進めた、という感じである。
前シリーズとシーズン3の中間作にあたる、映画「エゴトリップ」でのデクスターのデザインは興味深い事に、従来とシーズン3の中間形態とでもいうべきデザインになっている。

ディディ
（声：山川亜弥）

デクスターの２才年上の姉。デクスターとは正反対に「おバカ」。よくデクスターのラボに侵入しては、得意のダンスでラボを破壊していく。しばしば弟思いの一面 を見せる。

好きなものは、ユニコーン、ポニー・パフ・プリンセス、バレエ、キャンディ、チョコチップクッキーなどなど。口癖は「ハーイ！デクスター！」と「う〜〜〜〜〜〜〜」（厳密には表記不可能）。

シーズン3以後の大きな変更点としては、やはり「図形化」が進行したらしく、顔が大きく、四角くなり、目が縦長になり鼻が妙に高くなったのがポイントである。
…にしても、今までの「おバカな」ディディとは随分とイメージが変わってしまった、というのが正直な感想である。

ちなみにこの変更はやはり、映画「エゴトリップ」の時からのようである。

ママ
（声：山門久美）

デクスター達のママ。すごい潔癖性で、手袋は（めったに）外さない。大体デクスターの実験の被害にあう。デクスターのラボの存在には、気がついてもいない。
「世界最強！スーパーママ」や「ママ＆ジェリー」の話での活躍が印象深い。

シーズン3以降のママはどういうわけか、以前とあまりイメージが変わっていない。それでもやはり「図形化」はかなり進行しているようである。

あえて違いをあげるとすれば、パパとのラブラブ度が、以前よりかなりアップしたって事か（笑）？

パパ
（声：山本尚弘）

デクスター達のパパ。スポーツ大好き（ゴルフ、ボーリング、釣りなど）で、スポーツ嫌いのデクスターをしばしば振り回す。特に学生時代は「雪玉 の戦士」と呼ばれており、雪合戦にはうるさい。一見して、デクスターはパパ似だと思われがちだが、「マフィンの王様」などの話を見る限り、ディディがパパ似で、デクスターはママ似である。

大体パパもママもなんだが、デクスターの実験で、例え家の屋根がふきとんでも、なにもなかったかのように振る舞っているのは何故か？おおらかだ、と言ってしまえばそれまでなんだが、もしかしてデクスターに何か洗脳の類でもされているのでは？と想像してしまう。

シーズン3以降のパパは一番イメージが変わってしまいました。まず全体的にやせました。腕や足が細くなっています。その代わりに下っ腹が出てきてしまいました（失礼）。かつてのスポーツマンの面影はどこへやら…。そういえば、眼鏡も大きくなって、目つきが悪くなり、文系の印象が強くなりました。

そしてなんといっても、パパのトレードマークであった「腕毛」がない！！いったいどういう事（笑）？