相田爱／爱心天使（相田あいだマナ／キュアハート，Aida Mana／Cure Heart，Aida Maya／Glitter Heart）
配音：生天目仁美（日本）；谢佼娟（中国台湾）；黄昕瑜（中国香港）
形象颜色： 粉红色
本作主角之一，大贝第一中学学生会会长，现读二年级，成绩优秀、运动神经很好，是个充满活力的女孩，家中经营洋食餐厅“猪尾巴”（ぶたのしっぽ）。作为学生会长，有着长辈晚辈都信任的处事能力，凡事喜欢拼尽全力。奉行“坐而言，不如起而行”的座右铭，勇于介入调解各式各样的纷争，不会拒绝别人的请求。音痴，唱歌五音不全，而且会晕交通工具。8月4日生，狮子座。
为了保护在四叶塔上受到攻击的民众与圣剑天使，与夏露露搭档成为爱心天使。
变身咒语为“光之美少女 心跳连结（Precure Love Link！）”。
变身口号为“满满溢出的爱，爱心天使！”。
团体口号为“响起吧！爱的鼓动，心动 光之美少女！”。
战斗台词是“失去爱的可怜自私怪先生，就由我爱心天使，来取回你的心跳吧！”，双手摆成心形。
必杀技
我的甜心（My Sweet Heart）
从胸口的徽章释放出粉红色爱心光束净化敌人。在第49话中变身成为爱心天使帕德嫩型态（Cure Heart Parthenon Mode）之后必杀技仍为我的甜心（My Sweet Heart），但威力增加许多。
光之美少女 爱心射击（Precure Heart Shoot）
将“弓箭治愈爱饰”插入“爱心弓箭”使用。以弓箭射出粉红色心型光束净化敌人。
爱心炸弹（Heart Dynamite）
将“神奇可爱治愈爱饰”插入“魔法可爱面板”后使用。召唤出无数的小型红色心形聚集成一个巨大的红色心形将敌人包住封锁敌人的行动。
特殊形态
爱心天使 婚纱型态（Cure Heart Engage Mode）
电影中出现的形态，为吸收马洛的灵神心力量以后所诞生的超强型态。以祝福花球化为弓箭攻击。
爱心天使 帕德嫩型态（Cure Heart Parthenon Mode）
在第49话中出现的形态，将钻石天使、蔷薇天使、圣剑天使、王牌天使、奇迹飞龙偃月刀、魔法可爱面板、永恒耀金皇冠等强大力量集结在爱心天使身上所诞生的终极型态。
山吹祈里/凤梨天使(山吹やまぶき祈里いのり/キュアパイン，Yamabuki Inori/Cure Pine)
配音：中川亚纪子(日本);傅其慧、苏肇桦(DX3)(中国台湾);陈皓宜(中国香港)
形象颜色： 黄色
14岁，基督教系私立白诘草女子学院中等部2年级生。其昵称为“小吹(ブッキー)”。为人大方，但对自己没自信。为了改变这样的自己而在桃园爱的鼓励下加入舞团。学习虽好，但却没有多少社会常识。由于家中经营动物医院，所以对动物了解甚详，梦想是继承家里的动物医院并成为一名出色的兽医。很喜欢动物，但唯一的例外是雪貂，也因此很害怕跟塔多接触，第十话后才在机缘巧合下消除了对雪貂的恐惧并与塔多成为好友。口头禅是“我始终相信着!”。
为了拯救遭到敌人操纵的自家医院顾客，以“祈愿”的力量醒觉而变身成凤梨天使，跟她相配的钥匙是深黄色(日文又称山吹色)的“Kirun(奇噜)”
变身咒语为“幸福精灵变身 Beat up!(Change! Precure Beat up!)”。
变身口号为“黄色的心是祈愿的印记!祈願精靈Fresh!”。
团体口号为“我们是 幸福精灵!”。
必杀技
光之美少女 治愈祈祷(Precure Healing Prayer)
双手摆成菱形，释放出黄色的光束净化敌人。
光之美少女 治愈祈祷 Fresh(Precure Healing Prayer Fresh)
于第13话得到“Pine Flute(凤梨笛)”后的强化必杀技。利用Pine Flute释放一菱形光弹封锁敌人，并加以净化。将Pine Flute召唤后，说出“让和平的祈愿获得疗愈，Cure Stick，Pine Flute”再进行攻击。
特殊能力
利用“Kirun(奇噜)”来理解动物的语言。
水无月香恋/水天使(水無月みなづき かれん/キュアアクア，Minazuki Karen/Cure Aqua)
配音：前田爱(日本);冯嘉德(中国台湾);朱妙兰→李润知(Happiness报幕)(中国香港)
形象颜色： 蓝色
本作主角之一，圣克鲁米埃鲁学园三年级学生，是学生会会长。音乐家的女儿，秀丽端庄，头脑清晰，令她成为后辈仰慕的对象。外表冷静，但十分重视朋友，与同班的小町交情不错。与小玲感觉上是性格完全相反的人，意见也经常不合。喜爱喝葡萄汁。在米露的影响下，开始有志向行医的理念。
由于学生会调查学园内出现怪物的传闻，向望等人询问时得知光之美少女的事，但完全不相信，对小望等人持续提出希望她也加入的要求也显得十分抗拒。敌人突然来袭之时，因为自身的惊惶而无法成功变身，但小望仍表示不会放弃要她加入的决定。最后香恋的心结被解开，也成功变身成光之美少女。代表的特质是“智慧”。
变身咒语为“光之美少女 梦幻变身(Precure Metamorphose)”。
变身口号为“知性的蓝色泉水，清水天使!”。
团体口号为“希望的力量，未来的光芒，五颗华丽展翅高飞的心，Yes!光之美少女5”。
其“水天使”称号原文中的Aqua在拉丁文中是水之意。
第1期必杀技
光之美少女 水滴风暴(Precure Aqua Stream)
自右手背的蝶形图案释放出强力的水流攻击对手。
水天使 龙卷攻击(Precure Aqua Tornado)
28话得到新武器“Aqua Ribbon”(清水缎带)后强化的招式，以该武器释放的巨大涡流攻击敌目标。可以用作剑。
第2期必杀技
光之美少女 宝石弓箭(Precure Sapphire Arrow)
以水弓箭射向敌人。可以连射，更曾经一发三箭。
桃园爱/桃天使(桃園ももぞのラブ(LOVE)/キュアピーチ，Momozono Love/Cure Peach)
配音：冲佳苗(日本);林美秀(中国台湾);曾秀清(动画、Happiness报幕)、郑丽丽(剧场版)、魏惠娥(DX、DX2)(中国香港)
形象颜色： 粉红色
14岁，本地的公立四叶中学2年级生。活力十足，很喜欢跳舞，是一个比起自己更在意别人的女孩。虽然学习不擅长，但在双薪家庭的背景下主动担起家务，且厨艺不俗;不过非常讨厌吃红萝卜。舞团“Trinity”的拥护者，在偶然的机会下，得到了队长美雪的教导同意，和美希、祈里结成新舞团“四叶草”，目标是在舞蹈比赛胜出。口头禅是“得到幸福啰!”。
为了拯救演出陷入困境的偶像美雪，以“爱”的力量醒觉而变身成桃天使，跟她相配的钥匙是粉红色的“Pirun(皮噜)”。
变身咒语为“幸福精灵变身 Beat up!(Change! Precure Beat up!)”。
变身口号为“粉红色的心是爱的印记!愛情精靈Fresh!”。
团体口号为“我们是 幸福精灵!”。
名字原文中以英语“LOVE”表示。
必杀技
光之美少女 爱情阳光(Precure Love Sunshine)
双手摆成心形，释放出粉红色的光束净化敌人。
光之美少女 爱情阳光 Fresh(Precure Love Sunshine Fresh)
于第8话得到“Peach Rod(蜜桃杖)”后的强化必杀技。利用Peach Rod释放一心形光弹封锁敌人，并加以净化。将Peach Rod召唤后，说出“传递爱的旋律，Cure Stick，Peach Rod”再进行攻击。
特殊能力
利用“Pirun(皮噜)”变出可供希风食用的食物。
秋元小町/薄荷天使(秋元あきもと こまち/キュアミント，Akimoto Komachi/Cure Mint)
配音：永野爱(日本);杨凯凯(中国台湾);林芷筠→何晶晶(Happiness报幕)(中国香港)
形象颜色： 绿色
别译名：秋元小町
本作主角之一，圣克鲁米埃鲁学园三年级学生，和香戀是很好的朋友。图书馆委员，本身也喜欢读书，因此比较博学，并立志成为小说家。会利用在图书馆值班时的空档练习写作。性格温和，但愤怒时也会令人害怕。对妖魔鬼怪不但不害怕，还非常喜欢。喜爱吃羊羹。
家里是和菓子老店“小町”，名字也是由此而来。经常带点心到果果屋去。得知果果也对阅读有兴趣后，不时将自己创作的故事交给果果阅读及评价，也因为志趣相投而对果果有好感。
和香恋一起调查学园内出现怪物的传闻时得知光之美少女的事，但并未当真。在小望去图书馆对小町进一步说明并请求她加入时被卷入敌人的攻击，最后为回应小望对自己梦想的支持而变身。代表的特质是“和平”。
变身咒语为“光之美少女 梦幻变身(Precure Metamorphose)”。
变身口号为“和平之光Five，薄荷天使!”。
团体口号为“希望的力量，未来的光芒，五颗华丽展翅高飞的心，Yes!光之美少女5”。
中国香港代理将昵称改为「叮叮」。
第1期必杀技
光之美少女 冰空防护罩(Precure Mint Protection)
自手背的蝶形图案向上方释放出发光蝴蝶，以自己为中心形成绿色半透明的防护罩，是五人的必杀技中唯一的防御技。
薄荷天使 雪光盾(Precure Mint Shield)
26话得到新武器“Mint Leaf”(薄荷之叶)后强化的招式。有足够能力反弹敌人的攻击。用于攻击时更能展现惊人的破坏力。
第2期必杀技
光之美少女 翡翠圆盘(Precure Emerald Saucer)
单手投出绿光圆碟，兼具防御与攻击的功能。锋利程度可斩断树木，并有巨大化功能。
圆亚久里/王牌天使（円まどか亜久里あぐり/キュアエース，Madoka Aguri/Cure Ace，Madoka Natalie/Glitter Ace)
配音：钉宫理惠(日本);李昀晴(中国台湾);何璐怡(中国香港)
形象颜色： 红色( 白色)
本作主角之一，第22话登场，神秘的小学四年级生。在相田等人面临危机时变身为光之美少女相救，变身后的姿态似乎比主角们来得年长。常以一针见血的话来敦促其他光之美少女要变得更强。虽然很严厉，但其实也有可爱的一面。很喜欢吃甜点，害怕红萝卜。
有关她为何成为光之美少女的经历完全不知道，对于被养母茉里收养前的记忆一无所知，只记得曾经对抗过自私组织并不幸失去变身道具。战斗力极高，但因能量消耗极大所以变身只能维持只有5分钟，5分钟后变身将会自动解除。于第45话得到三神器之一永恒耀金皇冠的智慧后，成为了真正的王牌天使，已没有变身时间的限制，同时也知道了自己的身世和扑克牌王国的未解之迷。第45话结尾中揭露，自己和蕾吉娜分别象征安琪公主心灵中的光和影。
继《光之美少女 Max Heart》的九条光/夏妮露米纳斯后第二位以特殊生命形式转生为光之美少女之成员，亦是继《Suite 光之美少女♪》的调边亚子之后第二名小学生光之美少女。
变身咒语为“光之美少女 盛装登场(Precure Dress Up!)”。
变身口号为“爱的王牌，王牌天使!”。
团体口号为“响起吧!爱的鼓动，心动 光之美少女!”。
战斗台词是“美丽是正义的象征!就让我用一个华丽的眨眼来射穿你的真心吧!”，双手摆成“A”形并眨眼。
必杀技
王牌射击(Ace Shot)
使用武器“爱吻口红”(Love Kiss Rouge)在嘴唇上色后，亲吻出一个巨大的心形光束攻击敌人，有数种攻击模式：
涂抹红色口红：可以净化敌人。
涂抹紫色口红：可以封锁敌人的行动。
涂抹黄色口红：可以变出藤蔓将敌人捆住。
涂抹水色口红：可以变出泡沫包住敌人。
王牌镜面闪光(Ace Mirror Flash)
将“神奇可爱治愈爱饰”插入“魔法可爱面板”后使用。围绕敌人召唤出三面镜子，释放出强烈闪光封锁敌人的行动。
合体一般技
光之美少女 超级飞踢(Precure Ultra Kick)
圣剑天使、王牌天使的合体飞踢绝招(比双重飞踢强但只在电影版中出现)。
光之美少女 双重飞踢(Precure Double Kick)
二人的飞踢绝招。
光之美少女 可爱强力反射(Precure Lovely Force Reflection)
爱心天使、钻石天使和圣剑天使把力量注入到蔷薇天使的“幸运草反射”中，强化反射能力的绝招。
合体必杀技
光之美少女 可爱强力弓箭(Precure Lovely Force Arrow)
第15话登场。爱心天使、钻石天使、蔷薇天使和圣剑天使将“可爱强力治愈爱饰”插入“爱心弓箭”后，一起以弓箭射出一个巨大的心形光束净化敌人。
光之美少女 可爱同花顺(Precure Lovely Straight Flush)
第31话登场。众人将“同花顺治愈爱饰”插入魔法可爱面板后幻化出相对样式的手牌。之后把所有手牌的力量集中至爱心天使的魔法可爱面板上，再由爱心天使发射出带着彩虹光束的一张卡牌，净化敌人。
光之美少女 皇家可爱同花顺(Precure Royal Lovely Straight Flush)
由小爱将魔法可爱面板转换成竖琴型态——Magical Lovely Harp而使光之美少女全体变身为背部长出翅膀的天使形态(Angel Mode)，再借由五人背后的魔法阵净化敌人。
藤村省吾(ふじむら しょうご，Fujimura Shougo)
配音：岸尾大辅(日本);梁伟德(中国香港);吴文民(中国台湾)
隔壁男子中学部三年级(Max Heart时为高中一年级)的足球队队员，长得帅、踢球技术了得。小渚暗恋的对象，也是穗乃香的青梅竹马。绰号叫“藤P”。
菱川六花／钻石天使（菱川ひしかわ六花りっか／キュアダイヤモンド，Hishikawa Rikka／Cure Diamond，Hishikawa Rachel／Glitter Diamond）
配音：寿美菜子（日本）；李昀晴（中国台湾）；郑丽丽（中国香港）
形象颜色： 蓝色（ 白色）
本作主角之一，大贝第一中学学生会书记，是与小爱一起长大的青梅竹马及同班同学，因父母工作忙碌而经常宿食于“猪尾巴”。个性谨慎，自小受到小爱的庇护而信赖她，但在小爱热心过头时也会负责制止她。喜欢努力学习，是全国模拟试成绩打入前十名的资优生。在外行动时偶尔会戴上眼镜。9月17日生，处女座。
知道小爱成为光之美少女后，为了帮助小爱，与拉克尔搭档成为钻石天使。
变身咒语为“光之美少女 心跳连结（Precure Love Link！）”。
变身口号为“睿智聪慧之光，钻石天使！”。
团体口号为“响起吧！爱的鼓动，心动 光之美少女！”。
战斗台词是“我绝对不原谅你这样糟蹋他人的心意，就由我钻石天使来让你冷静下来吧！”，双手摆成菱形。
必杀技
钻石闪光（Twinkle Diamond）
右手手指释放出无数浅蓝色冰晶净化敌人，也可以用于困住敌人。
光之美少女 钻石洗礼（Precure Diamond Shower）
将“弓箭治愈爱饰”插入“爱心弓箭”使用。以弓箭拍出浅蓝色冰晶封印敌人。
钻石漩涡（Diamond Swirkle）
将“神奇可爱治愈爱饰”插入“魔法可爱面板”后使用。在敌人下方召唤出一片水潭，然后单手旋转释放出巨大的水漩涡攻击敌人。
光之美少女 钻石风暴（Precure Diamond Blizzard）
将“弓箭治愈爱饰”插入“爱心弓箭”使用。以弓箭卷出一个龙卷风把敌人拉回，然后将自己和敌人一起冰封。
北条响/旋律天使(北条ほうじょう 響ひびき/キュアメロディ，Hojo Hibiki/Cure Melody)
配音：小清水亚美(日本);杨凯凯(中国台湾);刘惠云(中国香港)
形象颜色： 粉红色( 白色)
就读私立亚莉亚学园国中部二年A班，擅长体育、性格开朗又爱吃的少女，游走于各个体育社团。讨厌迂回复杂的事情，正义感比别人强烈，但常与青梅竹马的南野奏吵架，虽然吵完后马上就会后悔。爱吃甜食，尤其是南野家做的蛋糕，小奏所制作的点心是她的最爱，不管蛋糕模样数量大小都能全部吃光，即使惹小奏生气还是会偷吃。由于是双薪家庭的独生女，所以其实很怕寂寞，与小奏相处时常会忍不住耍任性跟撒娇。虽然出身于音乐世家，但觉得自己没有音乐的才能，并对曾教导自己音乐的父亲抱有成见，后来逐渐敞开心扉。
为了战胜赛莲，夺回充满回忆的重要黑胶唱片而觉醒潜能，与小奏一同变身为光之美少女，开始协助哈咪收集音符。
口头禅是“不在此做个了结，就枉费身为女人!”。
变身咒语为“Let's Play!美乐天使 变身(Let's Play!Precure Modulation!)”。
变身口号为“指尖弹奏的是热情的曲调!旋律天使(Cure Melody)!”。
团体口号为“聆听我们的组曲吧!光之美少女 美乐天使!”。
战斗台词是“绝对无法饶恕!”。
必杀技
光之美少女 音乐圆舞曲(Precure Music Rondo)
第6话登场，使用“奇迹指挥棒”的技能。将咪利放入武器一端后画出橘色光环，套住敌人，挥动指挥棒说“三拍子 1･2･3･最后乐章!”后爆发。曾在电影作品DX3中提早公开。
光之美少女 奇迹疾音(Precure Miracle Heart Arpeggio)
第12话登场，将朵利、咪利各放入“奇迹指挥棒”两端，并拆解为两支。用双手画出橙色心型火光，套住敌人，挥动指挥棒说“三拍子 1･2･3･最后乐章!”后爆发。
“Arpeggio”为意大利语的“琶音”之意。
特殊型态
旋律天使 渐强音调型态(Crescendo Cure Melody)
在剧场版电影 Suite 光之美少女♪ 夺取回来!连结心中的奇迹旋律♪中出现。
最终回与噪音决战时和其他三位光之美少女一同再次变身为此型态。
春日野丽/柠檬天使(春日野かすがの うらら/キュアレモネード，Kasugano Urara/Cure Lemonade)
配音：伊濑茉莉也(日本);林美秀(中国台湾);何璐怡、黄紫娴(代配)(中国香港)
形象颜色： 黄色
本作主角之一，圣克鲁米埃鲁学园一年级学生，日法混血儿。是光之美少女中年纪最小的成员。为了继承死去的母亲的梦想朝演艺圈发展，思想方面都比起同年纪的人较为成熟，但也因为这个性格使她在学校里没有朋友。喜欢的食物是咖喱。
由于看见小望和小玲变身感到好奇，于是在小望说明下得知整件事的来龙去脉。敌人来袭时，她为了帮助小望和小玲而变身。代表的特质是“活力”。
变身咒语为“光之美少女 梦幻变身(Precure Metamorphose)”。
变身口号为“活力之光Five，柠檬天使!”。
团体口号为“希望的力量，未来的光芒，五颗华丽展翅高飞的心，Yes!光之美少女5”。
第1期必杀技
光之美少女 星炫风 (Precure Lemonade Flash)
在双掌之间现出发光蝴蝶，放出后分散成一群细小的发光蝴蝶攻击对手。攻击范围广，但攻击力较微弱、射程也较其他主角的攻击型能力短。
柠檬天使 闪耀光束攻击(Precure Lemonade Shining)
29话得到新武器“Lemonade Castanet”(柠檬响板)后强化的招式，同样以蝴蝶外观的广域短程发光霰弹攻击敌目标。经强化后有足够的力量消灭“瓦纳”。
第2期必杀技
光之美少女 光棱锁链(Precure Prism Chain)
双手以无数黄色蝴蝶串连而成的锁链束缚敌目标并予以解体。亦具有攻击的作用，用以鞭击对手。