シオン・ウズキ
ゼノサーガシリーズの主人公。ヴェクターという巨大企業のKOS-MOS開発主任だったが、グノーシス現象とヴェクターの関与を知り、半年前に退社。現在彼女は地下組織の「スキエンティア」と共同し、ヴェクターの悪事を世に知らしめるため活動を続けている。 エピソード1ではメガネをかけていたが、エピソード2からはコンタクトになっている。

KOS-MOS(コスモス)
シオンたちが開発を担当していた対グノーシス用の戦闘兵器。感情はないはずなのだが、「痛みは私を癒してくれますか」などシオン達に何度かそれらしいものを見せている。 シオンですら知らないブラックボックスを持っているなど。ゼノサーガシリーズで最重要かつ謎の多いキャラクター。

アレン・リッジリー
ヴェクターに所属しシオンの元部下で、シオンに想いを寄せているが、シオンはまったくその気はない。気が小さくドジでシオンに注意されてばかりだが、ここぞというときには男を見せるという一面もある。

T-elos(テロス)
今作初登場。反応速度、ヒルベルト強度ともKOS-MOSの3倍の出力をを誇るが、開発者や開発場所などは一切不明。顔はKOS-MOSと瓜二つ。KOS-MOSとの関係は今回明かされるだろう。

モモ
ヨアキム・ミズラヒと、ユリ・ミズラヒ夫妻によって作られたグノーシスを捕捉する特別な能力を持つ「百式観測器」のプロトタイプ。 優しく献身的な性格で皆から好かれている。

アベル
シオンがプロジェクトゾハル統合先進技術試験場内で会った少年。彼は試験場内を勝手にうろついたりしてたびたび捜索されたりしているが、なぜ彼が試験場内にいるのかは不明。。

ネピリム
たびたびシオンの前に現れやがて消えていく謎の多い少女。アベルやケイオスとも知り合いのようだが・・・

Jr.
対ウ・ドゥ用に生み出された生体兵器”U.R.T.V”の1人で、この中でも高い戦闘能力を誇る変異体。変異体には他にガイナン、アルベドがいる。容姿は子供だが実は27歳。 モモに思いを寄せている。モモもJr.のことが好き。

ディミトリ・ユーリエフ
”U.R.T.V”の生みの親。死亡したとされていたが、特殊な能力でガイナンの身体を乗っ取り、復活。現在彼はプロジェクトゾハルの指揮をとっている。

セラーズ
かつてヨアキムとともにゾハルの研究をしていた人物でヨアキムに対して異常なライバル心を持っている。U-TIC機関に所属していたが現在はディミトリのもとで研究開発をおこなっている。

シェリィ・ゴドウィン
クーカイ・ファウンデーションが所有する戦艦デュランダルのオペレーターを務める聡明で物静かな美女。かつて製薬会社で非合法な人体実験の被験者だったところをJr.とガイナンに助けられたことで2人を心のそこから慕っている。

メリィ・ゴドウィン
シェリィの妹でシェリィとは逆で明るく活発な関西弁をしゃべる女性。シェリィとともに保護された。将来の夢は漫才師。

ケイオス
穏やかな性格の持ち主で皆から慕われているが、グノーシスを一瞬で消し去るほどの不思議な力の持ち、ヴェクター創始者とも知り合いらしくKOS-MOSと同様重要人物かつ謎の多い人物