芙琉奈(フリュネ，声：津田美波)

拥有“芙琉奈”之名的女性，也被称为“钥匙”。自身也身为“钥匙”。本作的芙琉奈，除了16岁的身体外，还有因为知晓了爱，所以才能做为神的容器。

僧院中有许多“芙琉奈”，毫无用处的就会被打上烙印然后消失。目前只有一个“芙琉奈”被扶养长大——也就是本作的女主角。

之后与奈莎结合，共同使用一个身体，并且与克莱因住在一起。

奈莎(ネッサ，声：花泽香菜)

外貌约10歳的女孩，被封印在胸针内而产生的分身幻象，可以完成维持少女的形态，而且更拥有其他分身缺乏的触感。个性开朗具活力，经常脸带笑容，也爱新奇探索事物，但在克莱因面前较偏向隐瞒她跟芙琉奈的关系。

拥有强大的力量，是可以破坏及拯救FRACTALE系统的钥匙。

恩莉(エンリ，声：井口裕香)

13歳，表现活跃的少女。曾乘坐飞空艇追捕芙露奈，为格拉尼茨家的长女，爱慕著哥哥桑达。后来接替哥哥桑达的职位，成为格拉尼茨家的领导者。

克莱因(クレイン，声：小林优)

男主角，14岁，在FRACTALE系统下的边境小岛上居住。住所内有父母的电子分身监察他的生活。个人偏好收集FRACTALE系统成立前便存在的古老物品，包括婴孩时与父母真身在一起的影像数据。对FRACTALE系统下的世界，遇上真人的机会减少而感到无奈。喜欢芙琉奈。

在第6话收到一台照相机，而送他相机的那名男子，正是克莱因的父亲，但是克莱因并不知道。

桑达(スンダ，声：浅沼晋太郎)

恩莉的哥哥，20歳，格拉尼茨家的领导者，反对人类要依赖FRACTALE系统才能存在。