茶水博士
他是在天馬博士離開以後，成為科學省的負責人。 1980版：他發現在馬戲團的阿童木，把他帶回科學省，不斷幫助阿童木，並且制造了阿童木的父母和妹妹。 2003版：他發現天馬博士在實驗室留下的未激活的機器人，激活了他，並取名阿童木。 阿童木父母
1980版獨有
茶水博士制作的阿童木的父母。父親比較笨拙，而母親則正相反。
田鷲警官
又名塔瓦希 刷子警官 這是壹個對機器人存有極大偏見的警官，每當有案件發生的時候，他總是最先考慮是不是機器人幹的。
跳跳
1980版獨有 天馬博士兒子的寵物。開始並不喜歡阿童木這個“假”孩子，後來慢慢的喜歡和阿童木壹家相處，成為家庭成員。
GUISS
1980版獨有 有錢，但是邪惡的科學家。就是他唆使了SKUNK偷出阿童木的設計藍圖，並制造了ATLAS。
MANDRAKE
1980版獨有 他的規則是：得到壹切想要的東西！
小警官
1980版獨有 是個好人，經常出現在靴子警官的身邊。
LIVIAN
1980版獨有 ATLAS的忠實追隨者，像天使壹樣心地善良。原來是Atlas的機器人保姆，後來成為其妻。她在很多時候不贊成ATLAS的邪惡舉動，並且多次給阿童木通風報信。最後說服ATLAS和阿童木壹起抵禦異形進攻。
思坎克
又名 臭鼬鼠 邪惡的人，壹個在逃犯人（藍色皮膚！）壹切目的都是為了錢。
小蘭
英文是：Uran 中文：烏蘭小蘭 小嵐。 日本原名：ウラン（意思是：鈾！） 淘氣，任性，而且到處惹禍，她和阿童木壹樣強壯，但是不會飛。但是心地善良，具有和阿童木壹樣的美德——勇於獻身（只出現於《新版鐵臂阿童木》，舊版中未出現）。
胡子爺爺
英文版本裏面，大家都管他叫“海象爸爸”，可能是因為他那有趣的胡子吧？他壹貫支持機器人獲得平等權利，並且教阿童木學會了很多知識。脾氣暴躁，非常有趣的家夥。 2003版：作為私家偵探的他接了許多尋找寵物的活。
阿多拉斯
又名 阿特拉斯 本名 大地 代表著邪惡的壹方的機器人，從某種角度來說，他的能量和阿童木壹樣巨大。他在被摧毀以前壹直是阿童木的強勁對手。在2003版內其原為人類因為看不慣其父親的企業而幹勁壞事，而因為壹場太空梭事故失去生命，其父親求天馬博士制造了阿多拉斯但是他童年善良的那顆心最終還是喚醒了它的良知。
健壹
阿童木的朋友及小學同學。個子很小但很聰明，壹開始就對阿童木等沒有偏見。很喜歡與阿童木做朋友，並在很多時候幫助過他。
裕夫
愛自己動手制作機器的機器愛好者。知道阿童木到自己所在的小學上學就非常高興。對於自己是阿童木的朋友感到很自豪。平時總是顯得慌慌張張。
四部垣
由於父親及“機器人是人類的工具”的影響，最初不喜歡和阿童木做朋友。但被阿童木幫助後改變了想法，和阿童木變得親近了。
小翠老師
2003版獨有 阿童木的老師，曾經在機器人博覽會上為機器人巨無霸獻花和表演，其冷靜但功夫較強，工作十分努力，對人十分友善。
裏諾
2003版獨有 原來是壹名棄嬰，後來被機器人馬戲團發現，被撫養長大與馬戲團壹起表演，後來因為當地大老板迫害而被迫逃亡，好心的茶水博士成為他的監護人。他在機器設計方面有著過人的天賦。
克魯達
2003版獨有 地下城機器人警隊的隊長，茶水博士制造了他，其戰鬥能力不俗，與阿童木關系不錯。
艾普西龍
又名艾普斯瓏 她是機器人環境觀測員，能分析環境的變化，與動物和平相處，並守護這大自然。雖然是非戰鬥性型機器人，但其光能炮的威力十分強悍。
赫拉庫貝斯
1980版名為海格力斯
他是機器人決鬥比賽的世界冠軍，但敗於布魯圖。
哈姆艾格
2003版獨有 其為機器人拳擊賽的頭，認為機器人只是賺錢的工具，而在宇宙各地行動，青騎士原在他手下做機器人修理工。
蘭普
2003版獨有 政治評論家，反AI（人工智能）機器人。是反AI機器人運動的領袖，壹旦發生機器人事件就在電視上大加評論，是哈姆艾格的上司。
加田裏
2003版獨有 是反AI機器人運動的成員，想將AI機器人趕盡殺絕，制作各樣的危險AI機器人，讓人們看到機器人的危險性。
電光
是壹個能隱身的機器人，只有在被照射偏光的時候才會無法隱身。他心地善良，但是被思坎克欺騙偷取了各地的珍寶。