Nhân vật chính Lilo_&_Stitch

  • Lilo, một cô bé 10 tuổi người Hawaii, cha mẹ mất sớm, rất thích múa hula (điệu múa truyền thống của người Hawaii"). Cô bé đã nhặt Stitch về nuôi và dạy cho Stitch trở nên tốt đẹp. Trước khi Stitch đến Trái Đất, Lilo chỉ chơi một mình với con búp bê là Scrump. Lilo thường bị trêu chọc là "đồ quái dị".
  • Stitch: Một thí nghiệm của nhà bác học ngoài hành tinh Jumba. Stitch mang số hiệu 626, cũng là thí nghiệm cuối cùng. Jumba tạo ra Stitch để huỷ diệt mọi thứ. Stitch có thể nâng vật nặng hơn mình 3000 lần. Trong loạt phim truyền hình, Stitch yêu thí nghiệm số 624 mang tên Angel (khả năng: có thể hát lên những điệu nhạc làm đối phương phát điên).(có trong bộ phim có Stitch và cô bé mang tên Yunna, hai người là bạn. Ohanna. Stitch rời Trái Đất khi Lilo có bạn trai)
  • Jumba: là nhà bác học thiên tài xấu xa ngoài hành tinh. Jumba đã phát minh ra rất nhiều thí nghiệm phục vụ cho chiến tranh. Trong loạt phim truyền hình, các thí nghiệm rơi xuống Trái Đất và đều được Lilo đặt tên, chọn nơi ở thích hợp cho khả năng của mình. Đó đều là anh em họ của Stitch.
  • Peakley: Giảng viên đại học ngoài hành tinh, một mắt, ba chân. Cô xuống Trái Đất để nghiên cứu về muỗi. Peakley rất yêu quý Jumba và không thích Stitch.
  • Nani: chị ruột của Lilo. Nani có bạn trai là David, một chàng trai khoẻ mạnh người Hawaii.
  • Tiến sĩ Hamsterviel: Nhân vật phản diện chính của bộ phim, mang hình dạng một con chuột đồng. Là bạn cùng đại học với Jumba, hắn lừa Jumba vào tù để cướp hết các thí nghiệm của ông. Luôn mang giấc mộng làm chủ thiên hà.
  • Gantu: Tay sai đắc lực của Hamsterviel, đầu có hình dạng cá nên thường bị gọi là "đồ đầu cá". Từng là thuyền trưởng của một tàu vũ trụ nhưng bị giáng chức.
  • Thí nghiệm số 625 (Reuben): Xuất hiện trong Loạt phim truyền hình và các phim truyện sau đó. Là một trong những anh em họ của Stitch, sống cùng với Gantu trong một tàu vũ trụ ở Trái Đất. Có sức mạnh như Stitch nhưng Reuben chỉ thích làm bánh kẹp.
  • Mertle: bạn của Lilo, không ưa Lilo và Stitch vì cho rằng họ lập dị. Cô bé hay đi cùng với ba người bạn và trêu chọc Lilo.

Nhân vật phụ

  • David: bạn trai của Nani
  • Bubble: nhân viên công tác xã hội. Trước kia, Bubble là một điệp viên của Trái Đất, đã từng làm việc với sở chỉ huy liên ngân hà.