大谷 さやか（左）と大谷 大助（右）
大助とさやかは、当初はただミームの話を聞いて質問をするだけの立場で名前を付けられておらず、エンディングの配役紹介では単に「少年」「少女」と表記されていたが、
via img.youtube.com
物語にシミュレーションの要素を取り入れた第16話「氷の海を行く 北極」で初めて名前が明らかにされた。
via i.ytimg.com
（５１話から１２７話までの登場人物）
大空 サトル（おおぞら サトル）
小学生の少年。科学探偵団のリーダー的な存在で、鶏のトサカのような髪型が特徴。性格はお調子者で、遊ぶことと野球などスポーツが大好きだが、勉強は苦手。科学探偵団で結成した、地元の少年野球チーム「チェリーズ」のピッチャーを務めている。父親はサラリーマンの一平（いっぺい）、母親は専業主婦の信子（のぶこ）。
via i.ytimg.com
大空 マリ（おおぞら マリ）
サトルの妹で、兄と同じような髪型に赤毛と八重歯が特徴。すぐ泣いたり笑ったりと感情の起伏が激しい。サトルのことはダメ兄貴と思っている節もある。科学探偵団はマリを除いて全員サトルの同級生で結成されているため、メンバーの中では一番年下となる。
via i.ytimg.com
大沢 武（おおさわ たけし）
小学生には似つかない巨体を持つ少年。背格好は身長165センチ、体重75キログラムと、大人と同じくらいかそれ以上ある。食いしん坊の大食漢。常にチェリーズの野球帽を被り、冬でも横縞のランニングシャツ、緑色の半ズボンの服装を貫いている。科学探偵団は彼のおじが所有する廃ビルの地下室、その後建て替えられたビルの屋上を借り、そこを集会場所としている。
via s2.dmcdn.net
薬師寺 ひろ子（左）と博士（右）
・ひろ子（しっかり者でおしとやかな性格、かわいらしい外見の少女。ミームの話を簡潔にまとめて質問を返すなど物分りがよく、学校の成績も優秀。科学技術への興味が強くアマチュア無線の免許を所有。家族には父親と母親、社会人の姉がいる。その性格と容姿から、サトルは彼女に好意を持っている）
・博士（メガネを掛けており、誰とでも敬語で話す生真面目な少年。科学探偵団の頭脳とも言える存在で、皆からも頼りにされているが、多少頑固な面もあり、時には暴走することもある。科学探偵団が使用するパソコンの「レインボー」や、ロボットのピコ等は彼が中心となって製作した。ひろ子と同様にアマチュア無線の免許を所有。）
・博士（メガネを掛けており、誰とでも敬語で話す生真面目な少年。科学探偵団の頭脳とも言える存在で、皆からも頼りにされているが、多少頑固な面もあり、時には暴走することもある。科学探偵団が使用するパソコンの「レインボー」や、ロボットのピコ等は彼が中心となって製作した。ひろ子と同様にアマチュア無線の免許を所有。）
via i.ytimg.com
秋子（左から２人目のメガネの女の子）と笠原 光男（一番左側にいる帽子を被った少年）
・秋子（メガネを掛けており、威勢のよい言葉遣いをする、外見は丸っこくやや太めの少女。食べることが何よりも好きで、スナック菓子やハンバーガーなどのジャンクフードをいつも持ち歩いてはパクついている。父親はケーブルテレビ局の職員。途中で熊本県へ引っ越したためにレギュラーメンバーから外れたが、夏休み中のエピソード等で再登場した）
・光男（色黒で小柄な少年。武と同じようにいつもチェリーズの野球帽をかぶっている。スポーツ全般が得意で、クラス選抜の400メートルリレーではアンカーを務める。個性的な面々の多い科学探偵団の中ではあまり目立たないが、マリに縄跳びを教えたり犬を飼ったりと面倒見のよい性格。途中で北海道へ引っ越したためにレギュラーメンバーから外れたが、夏休み中のエピソード等で再登場した）
・光男（色黒で小柄な少年。武と同じようにいつもチェリーズの野球帽をかぶっている。スポーツ全般が得意で、クラス選抜の400メートルリレーではアンカーを務める。個性的な面々の多い科学探偵団の中ではあまり目立たないが、マリに縄跳びを教えたり犬を飼ったりと面倒見のよい性格。途中で北海道へ引っ越したためにレギュラーメンバーから外れたが、夏休み中のエピソード等で再登場した）
玉三郎（手前の赤いロボット）
ミームが作った雑用ロボット。しかし、最初のプログラムのインストール時に、間違えて演歌のカセットテープを入れてしまったため、演歌を歌うカラオケロボットになってしまった。リモコンなどで操られることなく、自分で思考・行動が可能な完全自立ロボット。語尾に「マル」と付ける口癖を持ち、感情表現を行うなど、およそロボットとは思えない行動を取る。普段は従順で命令もちゃんと聞くが、頭に強い衝撃を与えると性格が豹変し、梅沢富美男の「夢芝居」等の演歌を歌いまくる。秋子が熊本県へ引っ越す際に引き取られ、一緒に九州へ行ったためにレギュラーメンバーから外れたが、夏休みのエピソードで再登場。第126話では再び東京へ送り返された。そして次の最終回（第127話）では、ラストに都はるみの「好きになった人」のワンフレーズを歌って番組を締め括った。
【他のロボット】
・ピコ
博士が作ったオリジナルロボット。二足歩行が可能だが自律行動はできない。無線電話を使って音声認識によるリモコン遠隔操作や、内蔵されたカメラによる映像や音声の中継・記録、操縦側の声による会話、タイマー録画や撮影など様々な機能を有する。しかし、転倒しても自力で起き上がれないなど未完成部分も多く、後にミームのアドバイスにより改良。ミームが中のコンピューターに入って操作も可能。
・オム
サトルとマリの叔父にあたる大作（だいさく）が、イギリスの知り合いから貰った探偵ロボット。正式な名称はシャーロック・ホームズからその名を拝借したSHERLOCK 00M（シャーロック ダブルオーエム）だが、長すぎて言いづらいとの理由から「オム」の愛称が与えられた。音声認識機能で命令を聞いて行動するが、最初は英語でしか認識できず、しかも誰の命令でも聞くなど未完製品で、誰でもワトソン君と呼ぶなど欠陥も多かった。その後、科学探偵団のメンバーの手で日本語フォーマットに変更され、音声認識もメンバーの声以外の命令は聞かないように改良された。本体にモニターやマイコンを内蔵しており、無線電話回線でネットにも接続可能。これにより、オムから直接ミームを呼び出すことも可能。その他にも各種のセンサを備えるなど様々な機能を有する。他のロボットとは違い、二足歩行ではなくキャタピラ（無限軌道）によって移動する。
学習アニメなので硬いイメージがあるかも知れませんが、登場するキャラクターが個性的で面白いので、気軽に楽しみながら観ることが出来ました。
科学万博 ・つくば'85がアニメで登場
電電公社がパビリオンを出展した科学万博つくば'85に関する話題も番組内で積極的に採り上げられた。物語中では登場人物が万博開催までの日数などを話題として、各パビリオンの紹介を目的とした話も制作された。特別企画として、万博開幕当日の1985年3月17日にはアニメの放送に代わって万博会場からの実写生中継が行われた。科学万博閉幕直後の1985年9月29日に番組は終了した。
ミームいろいろ夢の旅 第86話 科学万博 ・つくば'85 HD 2015 - YouTube
via youtu.be
星ゾラ
・さやか（大助の妹。8歳。何かにつけて兄に注意や質問をするしっかり者。ミームの説明を簡潔にまとめることが多い。大助と色違いの赤いシャツを身につけている。）