以正式變身登場為排名順序，四位光之美少女的主打色為紅、黃、藍、紫，與自己的變身音符搭檔顏色壹致。
姓名：北條 響
聲優：小清水亞美
夢想：成為鋼琴家與家人壹起站在世界的舞臺上
音符搭檔：DO、Mi
變身：旋律天使（Cure Melody/キュアメロデイ）
武器：miracle berthier（奇跡指揮棒）
口頭禪：在這裏就失敗的話作為女生就太沒用了！
介紹：本作的主角，初登場於第壹話。喜愛體育和甜食的開朗少女，尤其是喜歡南野家所做的蛋糕。與奏是青梅竹馬的好朋友，但是升上中學後兩人因為誤會壹旦見面只有爭吵，但是解開誤會後還是恢復了往日的友情。
想法簡單、討厭復雜的事物，正義感比他人強烈。在學校是足球社團的社員，父親是音樂教師，母親則是位世界級的小提琴家，響雖然生於音樂世家，但卻認為自己沒有音樂方面的天賦。但是後期的時候受到媽媽的鼓勵，希望自己能成為鋼琴家，並希望與家人壹起站在世界的舞臺上。
姓名：南野 奏
聲優：折笠富美子
夢想：成為點心師繼承父親的點心店
音符搭檔：RE、FA
變身：節奏天使（Cure Rhythm/キュアリズム）
武器：fantastic berthier（幻想指揮棒）
口頭禪：我會給妳展示我充滿氣勢的食譜的！
介紹：本作的主角，初登場於第壹話。擅長念書和點心制作的女孩子，受到師長的尊敬與同學的歡迎。和響是青梅竹馬的朋友，但在升上中學後兩人因為誤會很合不來壹見面就只有爭吵，但在解開了誤會後還是恢復了往日的友情。
家裏經營糕餅店，非常尊敬身為糕點師的父親，受到父母的影響非常擅長點心制作。在學校是點心社團的社員，夢想是成為糕點師繼承家業。看起來很老實，不過也有不對事情妥協的頑固面。本身非常喜歡貓，是個肉球愛好者。
姓名：黑川 愛蓮/賽蓮（セイレーン，Siren)
聲優：豐口惠美
夢想：與哈米壹起演唱“幸福的旋律”
音符搭檔：SO、LA
變身：節拍天使（Cure Beat）
武器：Love Guitar Rod（愛心吉他棒）
介紹：初登場於第壹話，原先是小調島的歌姬，不幸的旋律的主唱歌姬，聲音同哈米壹樣擁有強大的力量，與哈米同樣能尋找音符。脖子上的項鏈擁有隨時隨地讓愛蓮能變身成任何人類形態的能力，固定人形時名為愛蓮，原型外表是優雅的黑貓，就像是響和奏壹樣，和哈米經常吵架，擁有看到人心的能力。與小調三重奏的三人躲在人類世界加音町的鐘樓。
後來的時候被被哈米堅定地友情信念所感動，在看到哈米被抓時基於擔心朋友的心態身上攜帶者黑暗力量的項鏈碎了，在沒有變身器幫助的情況下變身成為光之美少女，在項鏈粉碎後從此不能隨意變身只能夠固定這愛蓮的外形，因為認為自己過去傷害了太多人所以壹度不能夠接受自己就是光之美少女的事實。
姓名：不詳
音符搭檔：高DO
變身：音天使（cure muse）
武器：不詳
介紹：初登場與第十壹話裏。在旋律和節奏兩位光之美少女對戰Negatone處於下風時出現，以其壓倒性力量擊退Negatone。搭檔音符為紫色音符精靈——高音Do。
身份不詳，突然出現在大家面前來去匆匆，因為壹直帶著面具所以被稱為“假面光之美少女” 姓名：阿佛洛狄忒（アフロディテ）
聲優：日高法子
介紹：初登場於第壹話，是音樂王國“大調島”的女王。為了阻止梅菲斯特將“傳說的樂譜”——“幸福的旋律”變成“不幸的旋律”讓樂譜中的音符們逃往人類世界避難，並讓哈米帶著音符精靈們壹起前往人類世界阻止梅菲斯特的手下收集音符。
（阿佛洛狄忒名字的來源是希臘神話中的愛與美的女神。）
姓名：哈米 （ハミィ，Hammy ）
聲優：三石琴乃
介紹：初登場於第壹話，來自音樂王國「大調島」的歌之精靈哈米，聲音有著操控音符的能力，「幸福的旋律」的主唱精靈。性格非常天真積極，不會記住任何傷心難過的事情。為了聚集飛散到人間的「傳說中的樂譜」裏的音符，所以前往人間尋找傳說中的戰士“光之美少女”。白色貓咪的外形，額頭上有紅色愛心的標誌，胸前佩戴有胸針，是非常可愛的壹位精靈歌姬，平時偽裝成壹只普通的貓。在成為光之美少女的少女北條 響家裏住宿。
姓名：音符精靈（fairy tong）
聲優：工藤真由
介紹：來自音樂王國的“大調島”的八個音符：Do、Re、Mi、Fa、So、La、Xi、高音Do，八音符之間各自擁有其不可思議的能力，在光之美少女和哈米遇到困難時給予幫助，是不容忽視存在。是哈米很重要的朋友（哈米自稱），會發出自己名字的聲音，也可以和人對話。
朵利（ドリー，Dolly） 粉紅色的精靈。北條響用以轉調來變身。
瑞利（レリー，Relly） 白色的精靈。南野奏用以轉調來變身。
咪利（ミリー，Milly） 橙色的精靈。可與旋律天使的奇跡棒結合並施展必殺技。
法利（ファリー，Fally） 黃色的精靈。可與節奏天使的幻想棒結合並施展必殺技。
索利（ソリー，Solly） 綠色的精靈。 可與節拍天使的愛心吉他棒結合並施展必殺技。
拉利（ラリー，Lally） 水色的精靈。塞壬用以轉調來變身
席利（シリー，Silly） 藍色的精靈。
多多利（ドドリー，Dodolly） 紫色的精靈。迷之光之美少女的夥伴精靈，來歷不詳。 姓名：梅菲斯特（メフィスト）
聲優：堀內賢雄
介紹：初登場於第壹話，小調島的國王。企圖為傳說的樂譜另譜寫成不幸的旋律讓世界陷入不幸的野心家，為了追回前往人類世界避難的傳說的樂譜的音符。命令塞壬和小調三重奏也前往人類世界，給人類帶來不幸。
（梅菲斯特名字的來源的來源可能有兩種，壹是古希伯萊文，義為“破壞者”，壹是希臘文，義為“不愛光的人”。中世紀魔法師之神，與德國博士浮士德訂約的魔神。）
姓名：巴斯多拉（バスドラ，Bassdrum）
聲優：斧敦誌
介紹：合唱團“小調三重唱”的壹
員，體型肥大。對賽蓮作為領隊頗有不滿，意圖排除她。巴斯多拉原意為英文“貝斯鼓”
姓名：巴利頓（バリトン，Baritone）
聲優：大林洋平
介紹：合唱團“小調三重唱”的壹員，樣貌美型。 巴利頓原意為英文“男中音”
姓名：弗賽托（ファルセット，Farusetto）
聲優：奈良徹
介紹：合唱團“小調三重唱”的壹員，常受賽蓮欺壓。 弗賽托原意為英文“假聲男高音” ====================北條家====================
姓名：北條 團（北條 団）
聲優：檀臣幸
介紹：響的父親。私立亞莉亞學園的音樂老師、樂隊部顧問。平時的時候總是笑容滿面，但對音樂要求很嚴苛，認為無法享受音樂的演奏不能稱為音樂，因而與女兒壹度處不好，也讓女兒壹度認為自己是不是沒有音樂的天賦。
姓名：北條 真理亞（北條 まりあ）
聲優：雪野五月
介紹：響的母親，知名小提琴家。樣貌美麗，頗受男學生喜愛。
====================南野家====================
姓名：南野 奏介（南野 奏介）
聲優：大川透
介紹：奏的父親。糕餅店“Lucky Spoon”的店長，勤於開發新商品。
姓名：南野 美空（南野 美空）
聲優：今井由香
介紹：奏的母親，“Lucky Spoon”的店員。與丈夫感情極佳。
姓名：南野 奏太（南野 奏太）
聲優：小林由美子
介紹：奏的弟弟，就讀加音國小。會幫忙店裏的生意，經常與姊姊和奏打鬧。
===================調邊家====================
姓名：調邊 音吉（調辺 音吉）
聲優：園部啟壹
介紹：加音町的調音師，年事已高，目前正在進行演奏館管風琴的維修。經常神出鬼沒於鎮上的音樂活動。對於哈米會講話和鎮上出現的這些怪事似乎見怪不怪，讓人懷疑過去和大調、小調兩個王國是不是有過什麽淵源。
姓名：調邊 亞子（調辺 アコ）
聲優：大久保琉美
介紹：加音國小學生，奏太的同學。性格冷淡，對年長者也能說教。 由於本作的作畫設計，原形可能為怪談餐館的同名主角。 姓名：東山 聖歌（東山 聖歌）
聲優：西野陽子
介紹：中學部三年級生。甜點部部長，奏的好友。甜點能力在奏之上，有著“甜點公主”的美名。
姓名：西島 和音（西島 和音）
聲優：儀武祐子
介紹：中學部三年級生。足球部隊友，響的好友。
姓名：王子 正宗（王子 正宗）
聲優：小田久史
介紹：中學部三年級生。樂隊部“王子音樂團”部長，負責小提琴。頗有異性緣。