神奈备命(神奈 備命(かんな びのみこと)，声：西村千奈美(日语配音);辛西雅·马丁内斯(英语配音))
角色曲：《月童 -moon child-》
生日：11月18日。星座：天蝎座。血型：AB型。身高：157cm。体重：40kg。
1,000年前生活在平安时代正历末期继承了“翼人”血统的末裔，同时也是正历5年(994年)时最后一名翼人，神尾观玲千年前的前世。常被直接称作“神奈”，其两肩拥有着一族所传承的一对巨大翅膀。尽管因为被视为神的使者而备受崇拜，然而朝廷则以守护的名义将其软禁于神殿之中。也由于过往人们对于翼人的能力带有着恐惧，这使得其一出生便居住在偏远地方以远离普通民众。经常以古代男性的自称词“余”来称呼自己，同时其说话的话语也十分的独特。除了柳也和里叶愿意以诚挚的态度交谈外，周围一般的随从则是阳奉阴违;而作为最后一名翼人的她只能够冷静地面对其悲惨的命运，不过其实际的个性为一名傲娇角色。在“SUMMER篇”中在与柳也相识后不久便和里叶三人一同逃出软禁生活，并且希望能够看见被拘禁在远方的亲生母亲。
虽然对于外面的世界了解并不够多，但是仍然努力学习丢沙包，并且希望有一天在和母亲相聚后能够表现一番。而在旅途的过程之中，她也逐渐对于保护自己的柳也有了感情;甚至在柳也在一次战斗中受伤后便曾向其告白并且脱下和服露出肩膀与胸部，不过柳也在发现神奈连最基本的关于性行为的知识都并不太清楚时，反而转移话题并且呼唤在旁边偷看的里叶。而在故事后半段神奈为了保护遭到包围的柳也等人能够成功逃出灵山，而自己一个人飞向天空以牺牲自己换取注意力。但是在天空中逝世的神奈则由于受到佛教僧侣的所施放的法术影响，使得其将会不断转世并且遭遇痛苦。这也使得柳也决定和里叶共组家庭并产下后代，希望他们的后裔总有一天能够化解诅咒。
雾岛佳乃(霧島 佳乃(きりしま かの)，声：冈本麻见/武田彩良〔键等〕(日语配音);斯蒂芬妮·维特尔斯(英语配音))
角色曲：《小水洼 -puddle-》(水たまり -puddle-)
生日：6月12日。星座：双子座。血型：A型。身高：156cm。体重：45kg。三围：B82/W53/H80。
为国崎往人在桥上遇到的第二位女孩，同时也是雾岛圣的妹妹。平时是一名右手手上系着黄色丝带的聪明且开朗的可爱少女，她自封自己为“闲闲星人1号”;她有着有许多同性朋友，有时候也会以“友人1号”或者是“队员2号”等等职位来称呼，不过自己也常常会将这些职位弄混淆。佳乃担任学校的饲育员，并且与平时跟在一旁的白色流浪狗土豆关系十分良好，两者甚至能够以“Piko”(ぴこ)这一声音来相互沟通。佳乃的母亲在生下她后便逝世，而父亲也在出生不久因故死去，这使得她的姐姐雾岛圣成为唯一一名家人。两人一同住在位在小镇繁忙市区的诊所内，之后往人也来这里工作以赚取生活费。佳乃在烹调食物时尽管食物外表并没有问题，但是实际尝味道时却十分糟糕，这使得姐姐雾岛圣一手负责了所有的家务事。
在佳乃的故事情节中暗示在游戏中的虚构世界有3种超自然能力，其中2个为往人本身所有的特殊能力，另外一个则为往人不断寻找的背后有翅膀的女孩。佳乃相信姐姐雾岛圣从小对她所说的只要不把手腕上系着的黄色丝带取下来，长大之后便能够使用魔法，也因此佳乃无论什么时候都不会解下丝带[9]。此外就像其他《AIR》的女主角们也一直梦想能够在天空中飞翔，这让往人怀疑佳乃就是自己所要找到的女孩。不过佳乃之所以想要在天空中飞翔，是因为雾岛圣告诉她母亲正在天空中看着她们两人。
在与佳乃相处的过程之中，往人发现佳乃有时候会出现十分奇怪的举动或者话语。第一次出现是往人将佳乃交给雾岛圣照顾，然而后者只不过敷衍往人。到了第二次往人则是在神社找到佳乃，但随后她便勒住往人的脖子，差点令他窒息而死，此后佳乃就像先前一样再度昏倒。之后雾岛圣回忆佳乃诅咒第一次发作时，是在一次夏季祭典时姐妹两人偷跑进神社内部且佳乃找到了一根羽毛。佳乃之后想将羽毛拿起来观察，但在这之后雾岛圣发现佳乃开始不断与自己谈起有关在天空飞翔的事情。尽管雾岛圣本身不相信任何魔法或者是超自然现象，但是她发现自己妹妹时常有异常举动，甚至一度危及自己的性命，为了防止因为佳乃再度因为情绪不稳而有自杀的念头，她在佳乃手腕上系着黄色丝带并且虚构一个能够使用魔法的故事，并借由约定不能将丝带解开的方式来避免佳乃情绪不安。
另外佳乃希望以后如果能够见到母亲的话要跟她道歉，因为她认为自己的母亲就是因为生下自己后不久而死去的。然而往人告诉佳乃任何人的母亲都不希望见到自己的女儿因为她的死亡而痛苦，他并说应该是要向生下自己的母亲说：“谢谢你。”后来在一次濒死经验中佳乃看见自己母亲的身影并向她致谢，自此她也不需要手上一直系着黄色丝带。而在佳乃路线的故事最后则有不同的结尾，在游戏版本中她自己将丝带赠与给往人并要他绑上，而在动画版本中则是解开丝带并让它飞向天空中。
国崎往人(国崎 往人(くにさき ゆきと)，声：绿川光(游戏、电影广播剧);小野大辅(电视动画日语配音);维克·米洛拿(英语配音))
生日：9月14日[来源请求]。星座：处女座。身高：185cm。体重：68kg。
为游戏中玩家所扮演的男主角，同时也背负了从家族传承近1,000年的、尝试寻找并解救“天空中的女孩”的使命而独自流浪著。他从母亲逝世前学到借由法术来操纵玩偶的特殊能力，借由表演玩偶来维生并在日本各处旅行着[5][6]。自童年时便不断听到母亲讲述“天空中的女孩”的故事，但是流浪至今反而没有一直全身心投入其中，有的时候也会在某处稍加停歇[7]。在故事之中他是柳也与里叶的家族后代，同时也暗示说他是柳也的转世。
尽管神尾观铃曾经说他的眼神十分凶狠，但实际上本人内心极为善良，性格则十分直快。喜欢吃的食物是拉面套餐。不过虽然以“旅人”自称但实际上多是过着别人帮助的生活，也因此总是对食物有着极为敏锐的反应;当往人空腹时甚至能够直接吃下大如保龄球的饭团，但吃完饭后总是过没多久又饿了起来。由于幼年便到处旅行的缘故，他在某些时候会显现出缺乏常识的一面，不过很多时候都能够借由理性判断来解决问题。
在《AIR》的故事中往人于海边小镇上认识了神尾观铃，尽管一开始饥饿的他对于在旁边不断提问的观铃感到不耐烦，但是在拉面的诱惑之下仍然跟着观铃回到她家中，在说服观铃姑姑神尾晴子后往人便决定暂时寄宿在观铃家[8]。并陆陆续续与雾岛佳乃和远野美凪结为朋友;其中在故事里往人不但成为美凪天文部的社员，同时也在雾岛圣的诊所中担任工作人员。往人也与神尾观铃成为感情深厚的朋友，但是他们一起渡过快乐时光并且成为朋友反而让观铃的“疾病”更加恶化，在得知这件事情后往人决定离开观铃身旁。但是在坦承自己仍然十分喜欢观铃后便改变心意回到观铃身边，并其求能够有一个机会改变这一切。在故事最后往人献出自身并完成了拯救观铃以及神奈灵魂的使命。
《AIR》电影版则将往人与观铃之间的关系作为故事重点且有所修改。往人有着年龄更大的外表，且在个性也有一种接近愤世嫉俗的态度。其中往人为了迎接小镇的庆典而来到小镇进行准备，而在故事中往人也提到他并没有要特意伪装成一个欢乐的家庭，这也暗示著自己的家庭生活本来就十分艰难。在电影版本之中更加强调往人是柳也的转世，同时与观铃的关系也变成更为公开的恋情，而在故事最后往人坦承他爱上观铃并且于结尾附近接吻。
远野美凪(遠野 美凪(とおの みなぎ)，声：柚木凉香(日语配音);基拉·文森特-戴维斯(英语配音))
角色曲：《虹 -prism-》
生日：12月22日。星座：射手座。血型：A型。身高：169cm。体重：48kg。三围：B85/W58/H84。
国崎往人在旧车站遇到的第三位女孩，同时也是观铃的同年级同学，其在学校的学习成绩极为顶尖。她是一名十分善良、随和又拥有母性的少女，平常总是安静且依照自己的步调来处理问题。虽然她没有像观铃或者是佳乃般总是充满着活力，但是她仍然是被周遭的人孤立。一直到与往人相见之前，她唯一的好友便只有神秘少女小满一个人。她的父亲过去是一名经常出差的火车售票员，但是后来与美凪的母亲离婚。
在与往人谈论事情时总是慢条斯理地低声回答，且常常回答一些模糊的答案，不过在评论时总是能够精准的进行分析。十分擅长烹饪与裁缝，个人爱好是阅读书籍和天文观测;平时则会花时间与小满在废弃火车站旁游玩，她也经常为小满做便当。她也是学校天文部的部长，不过实际上天文部就只有她一个人，她自己则表示这叫作“少数精英”，后来她也硬拉往人成为天文部的社员。能够轻松吃下大量食物，其中又以米饭最为喜爱。自己身上也随时以许多写着“进呈”并装有着米券的信封，有些时候也会将其赠送给往人使用。
与对其他女孩一样，往人一开始怀疑美凪就是“天空中的女孩”，但是后来证明这个想法是错误的。后来往人发现美凪有一个一直隐藏的秘密，美凪母亲过去原本要生下名叫作“小满”的第二个孩童，然而最后因故流产。由于从小美凪就喜欢跟在担任火车站站长的自己父亲身旁，因此美凪的母亲一直希望生下第二胎来陪伴着自己，但是在婴儿死亡而希望落空后反而罹患了精神病。在对于尚未出生的“小满”的强烈思念下，她开始将美凪作为“小满”来看待，这也使得美凪的父亲最后决定与她离婚。
随着精神疾病的恶化，美凪母亲的心中已经全然不认得美凪的存在。之后尽管她已经坦承自己原本所要生下的“小满”流产，但是这反而让她在心里面认为自己不曾有过女儿，使得她不但不承认美凪是自己的孩子并把她赶离家中。往人在学校顶楼上发现为此深深困扰的美凪，而后者也将自己的生命比喻为是别人的梦想的一部分。而当美凪说她就像一名背后有着翅膀却无法翱翔的人般，使得往人强烈怀疑美凪就是她正在寻找的女孩。往人随即邀请美凪两人一同离开小镇，这样后者便能够了解到更广大的世界。起初美凪接受往人的提议，但是当往人把她带到自己家中并与自己母亲相见后，美凪的母亲看见两人随即重新回复自己与美凪相处的回忆，最后两人快乐地拥抱在一起。事后美凪则感谢往人帮助母亲恢复记忆并且一直陪在她身边。
原本小满一直避免去美凪的家中游玩，然而在美凪的母亲逐渐恢复正常后小满决定要去美凪家作客。美凪的母亲一开始听到自己女儿的朋友也叫作“小满”时稍微愣了一下，但随即便欢迎她成为美凪的好友。稍后美凪与往人约到学校屋顶，却看见小满站在屋顶的边缘。小满表示自己的过去并不存在，相反的小满实际上是为了应合美凪的精神状况而出现的。由于小满看见“天空中的女孩”并且希望能够让她取得微笑并将她自诅咒中解放，因此出现在小镇中以陪伴另一个悲伤且孤独的女孩美凪，但是现在美凪已经不需要有她的存在。美凪试图要将小满继续留在身边，但最后仍只能眼睁睁看着自己最亲密的朋友消失在天空中。之后美凪收到搬到他处并与另一名女子结婚的父亲来信，原来她的父亲已经再婚并且有另外一个女儿，因此希望美凪有空能够过去看看。美凪决定要去前往父亲的新家庭中，看见一名同样被命名为“小满”，而且外表也酷似美凪所认识之小满的女孩。
神尾晴子(神尾 晴子(かみお はるこ)，声：久川绫(日语配音);露茜·克里斯汀(英语配音))
生日：11月3日。星座：天蝎座。血型：B型。身高：168cm。体重：48kg。三围：B88/W57/H85。
神尾观铃的养母暨小姨，同时也被观铃视为自己亲生母亲般看待。跟观铃其悠闲的个性完全相反，晴子有着极为豪放磊落的性格与作风。平时说话常有关西腔，十分喜爱饮酒但又容易喝醉，也常常要往人陪他一起喝酒;喜欢在工作结束后饮酒，驾驶摩托车的技术十分糟糕，也经常在饮酒之后还继续超速驾驶，因此常常直到撞到房屋后才能够让车子停止下来。对于自己不是观铃的亲生母亲感到十分在意，因此虽然在内心上十分喜欢且如对待自己孩子般关心观铃，但表面上却不断尝试刻意保持距离，且不断害怕有一天观铃会离开自己。然而在故事的后来半段，她开始对观铃更加亲密且更加细心的照顾，并希望能挽救她的性命。
在游戏“DREAM篇”以及动画版本中晴子都呈现出一种不负责任的态度，甚至她也坦承自己对于观铃而言并非最好的母亲角色。不过在电影版本之中晴子则在一开头便和观铃处于极为亲密的关系。在故事中晴子都十分关心观铃的感受，而在电影版本中甚至还细心纪录观铃的体温和健康数据，并且将这些资料交给小镇的家庭医生雾岛圣判读“病情”。而在得知观铃的病情又再度恶化后，情绪紧张的她也慌乱中要求观铃的父亲带她接受更佳的治疗。
在电影版本中原本晴子已经准备答应观铃一同参与祭典活动，甚至特别准备了给观铃穿上的恐龙图案的浴衣，不过因为观铃的父亲在极为突然的情况下决定带走观铃。为了安抚观铃混乱的情绪，晴子便故意说观铃的病况已经让她处理不来、并且拒绝观铃继续作自己的女儿，但看着两人离开后晴子随即崩溃且流下眼泪。不过之后观铃便消失在父亲的车上且失去踪迹，着急的晴子马上在小镇各处寻找观铃且要求本来想离开的往人帮助。最后在小镇的寺庙中找到观铃后，晴子便将她带回到家里照顾。而在动画版本中，则是晴子的父亲主动要接走观铃回去照顾，而晴子则苦苦要求让观铃与自己再相处三天，最后反而促使观铃和晴子接受彼此母女的关系并紧密拥抱着。在动画最后段落之中两人的关系变得如同母女般的亲切，最终观铃则以自己的双脚尝试走到晴子怀抱后死去，晴子则在事后表态希望过着和许多家人相伴的生活，决定辞去目前的工作转任邻近的日间照顾中心。