マシュラ（声優：高山みなみ）
主人公。ヤクモと旅をするマトリクサーの少年。容姿は怪物じみた姿が多いマトリクサーのなかでは珍しく、人間そっくりな姿をしている。ハイパーフォームに変身すると仮面を被った真紅の鎧の戦士となり、非常に高い戦闘能力を発揮する。12話で謎の老子の修行で必殺技「ゴーバクファイヤー」などの覚え、エッグカードの力で、必殺技「ファイヤーアタック」「バーニングクロスアタック」「ファイヤーツイスター」「ファイヤークラッシュ」「ファイヤースラッシュ」などの炎の力を利用した必殺技を覚えた。口悪く我侭で自己中心的だが、ヤクモに対しては恋心すら超えた感情を抱き、彼女のために命をかけて戦うことも厭わない。また、サーゴ、クータルのゴーバクカードを挿入することにより、マシュランボーに合体・変身することができる。2050年の8月25日生まれの12歳。
第一部ラストにサタンマシュランボーを「心の力」で起こした奇跡で倒すが、既に体は負けていた為、ヤクモの目の前で、サーゴ、クータルと共に消滅。その後、オリジナルマシュランボーによる、人類滅亡が回避された事で歴史の変わった、第二部ではビンカによって、マシュランボーの力の根源である3つの宝石の内一つを受け取り再びセンターを目指し、西へ旅に出る（旅の過程で歴史の変化で消えていた、第一部での旅の記憶が戻っていく描写がある）。
漫画版では、一時はヤクモと対立した賞金稼ぎの少年。ハイパーフォームに変身後の姿にオリジナル設定として、必要な時は翼竜かコウモリのような翼を背中から出して空を飛ぶ事が出来る。また、上記の通り最終決戦後に青年の姿に成長し、ヤクモと結婚。一児の父親となる。
フェニックスマシュラ （声優：高山みなみ）
パワーアップしたマシュラの新たなハイパーフォーム。フェニックスの名の通り、背中に不死鳥を思わせる翼を持ち、鎧のデザインも鳥を意識したものに変わる。第一部のサタンマシュランボー戦では仮面の一部が壊れ、素顔が露出していた。また、サタンマシュランボーを倒したのはこの姿である。
漫画版では“誰かを守る力”の意味を理解したマシュラが得た最強の姿（なので、ゴールドマシュランボーやゴッドマシュラは登場しない）。必殺技は鳥の形をした炎の塊を拳と共に放つ「カイザーフェニックス」。
破壊神マシュランボー （声優：高山みなみ）
伝説の超戦士で300年前、人類とマトリクサーの最終戦争で人類を滅亡へと導いた張本人であり、マトリクサー7大将軍の七人目。その実力は華麗にして最強、善悪を超越した存在とされ、秘めたる強大な力は他の将軍とは比較にならないほどの圧倒的で別次元と言える力の持ち主であり、その存在感は天地の全てのものを畏怖を抱かせる。人類の希望と言われたセンターを破壊してヤクモの父を殺害、冷凍睡眠しているヤクモを抹殺しようとしたが、ヤクモの持つ強力な力によって倒される。その際にマシュランボーの力の根源である3つの宝石は空へと飛び去り、それを拾ったマシュラ、サーゴ、クータルによって継承されることになる（その3つ宝石は300年前に地球に飛来した大隕石から飛び出した二つの強大なエネルギーの片割れで一人のマトリクサーと融合した）。300年前のオリジナルマシュランボーは非道の限りを尽くした悪だったが、現在の彼は正義というよりヤクモのために戦う。理由はどうやらマシュラ自身が本体（柱）であるため。容姿はマシュラ同様にマトリクサーには珍しく人間そっくりな姿をした、美貌の剣士。武器は鋭利な刀剣。もともと悪の将軍のため顔は若干凶悪めである。劇中においてハイパーフォームに成らなかった事からハイパーフォームを持っていないと思われるが詳細は不明。だがハイパーフォーム無しでもその強さはハイパーフォームも持つ他のマトリクサーや他のマトリクサー7大将軍を遥かに凌駕していた。
300年前のオリジナルマシュランボーは悪の将軍の上に人類を滅ぼし、ヤクモの父親を殺した張本人であったり、マシュラ達が合体したマシュランボーも登場が序盤である事が災いし、物語が後半になるにつれてバトル物の宿命である「強さのインフレ」に付いてこれず負ける事が多くなり、最後はマシュラの最強形態ゴッドマシュラ（後述）が登場するなど、番組のタイトルにもなっているキャラクターの割には扱いが悪い。もっとも、物語後半では元・悪の将軍にふさわしい凄みを発しアイリスを威圧しなおかつ圧倒するなど、強さも見せている。
漫画版では、ヤクモ護衛用のマトリクサーと設定され、何時も影でヤクモを見守っていた。マシュラ達がリュウマとの戦いで、サーゴとクータルが破れ恐怖心からマシュラが2人のカードを取り込み、ブラックマシュランボーに合体変身し暴走した際に姿を現す。彼が言うには、漫画版でのマシュラ達は彼が誕生する際に合体する3人のマトリクサーの予備の子孫。なお、合体前のマトリクサーたちの姿はマシュランボーの説明シーンでシルエットのみ登場。護衛用とは言えアニメ版並の戦闘力があるらしく、その圧倒的な力で暴走したブラックマシュランボーや他の将軍を倒したが、漫画版のラスボス、キングマトリクサーに恐怖し何も出来ないまま、瀕死の重傷を負い自信を失う。しかし、『ヤクモの護衛用マトリクサー』の使命ではなく、あくまで大切な人を救うために戦いに赴く、マシュラ達の姿に再起。キングマトリクサーに取り込まれたヤクモを救うために、ゴーバクカードになって、強制融合しヤクモとの繋がりを絶つ。その後はマシュラが助けるとモノローグで語っていた所を見るに、助けられた可能性もあるが、エピローグに登場しないことから「死亡した」「救い出された直後に行方不明になった」「消息を絶った」とも言われている。なお、マシュラ達はブラックマシュランボーにしか合体しておらずゴールドマシュランボーは登場せず、マシュランボー自身もブラックマシュランボーの暴走を止める以外はマシュラ達を「まがい物」呼ばわりし、キングマトリクサーの脅威を知って3人の為を思って、ヤクモが別れを告げた途端に「使われない道具に用は無い」と殺そうとするなど、いわゆる「味方側に居る極悪人」扱いの上に、他の将軍と戦う等の活躍は描かれずに、現れたキングマトリクサーに瞬殺されヤクモを奪われるなど、アニメ版以上に扱いが不遇である。ヤクモに対しては敬語で話し、「ヤクモ殿」と呼ぶ。
ブラックマシュランボー （声優：高山みなみ）
爬虫王リュウマが、世界支配の野望の為に、科学者・バートルに作らせた「ブラックカード」の力で誕生させた、悪の破壊神。 マシュランボーが、善悪を超えた存在である事に目をつけ、合体時に3人の精神をブラックカードで封じ、破壊神としての本能のみを開放、意のままに操ろうとした。しかし、ヤクモの記憶までは封じる事が出来ず、彼女を悲しませたリュウマへの怒りから力が暴走。その力は、リュウマが巨竜型マトリクサー・グランドラと合体した、「グランリュウマ」ですら、敵わなかった。この暴走による世界崩壊の危機は、ヤクモの優しい心と、勇気ある行動で免れた。見た目の違いは鎧や髪の色と目のクマドリのみ。
漫画版では上記の通り、リュウマの力に恐怖したマシュラが力だけを求めて合体した結果誕生。リュウマを倒すが、周囲を破壊し続けヤクモも攻撃に巻き込まれかけるが、オリジナルのマシュランボーが介入した結果、ヤクモは無事だった。漫画版では暴走を止めたのはマシュランボー。彼の一撃で倒され、3人は分離した。こちらでの見た目の違いはアニメ版同様に髪や鎧の色に加え、顔に模様がある点。
ゴールドマシュランボー （声優：高山みなみ）
マシュラ達が合体して誕生するマシュランボー最強形態。ゴールドの名の通り、髪や鎧が金色になり、全身に金色のオーラを纏っている。第一部ではヤクモを守るという気持ちが起した奇跡で、第二部でハクバーと7大将軍のゴーバグカードと合体して変身した。第一部・第二部ともにラストボス戦で変身するも、第一部ではサタンマシュランボー、第二部ではラナンキュラスと、この形態に変身した相手にすべて敗北している。また、第二部ではゴールドマシュランボーの敗北後にゴッドマシュラが登場するため、半ば引き立て役となってしまっている。
サタンマシュランボー （声優：高山みなみ）
第一部のラスボス。無限迷宮により現れた300年前のオリジナルマシュランボーが他の6大将軍のゴーバグカードと融合して、変身した姿。その容姿は他のマトリクサー並に怪物じみた物になる（名前のサタンが魔王の意味から、そのような姿をしている）。6大将軍のゴーバクカードと融合している為、時間停止等幾つもの特殊能力を有する。ゴールドマシュランボーを倒すが、分離してハイパーフォームに変身したマシュラ達の奇跡により敗れた。
ヤクモ（声優：皆口裕子）
物語の世界ではただ一人の人間。フルネームは「神童八雲」。16歳の少女。冷凍冬眠から300年後に目覚め、父・神童博士の遺言であるテープの録音を聞き、マシュラたちと共にセンターへと旅をする。かなりの美貌の持ち主でもあり、性格も慈悲深く非常に優しいため、旅をする三人を見事に骨抜きにしている。戦いで物事を解決させること、相手を殺すことを嫌っており、自分の命を狙ってきた相手であっても許してしまうことが多く、それが故に危険に陥ることもしばしば。ただ鈍感なためマシュラの恋心（？）に気づいていない。恋愛ごとに無関心な彼女も、爬虫王リュウマとの初対面のとき彼の美貌に顔を赤らめる場面もあった。何度も間一髪で救ってくれるハイパーマシュラの姿にうっとりとなる一面も。また、強大な力を秘めていて第二部では彼女の力の話が中心になる。
漫画版では、やや天然ボケな面が追加されたが基本的な性格面はアニメ版と同じ。だが、あくまでも心の強いただの人間として描かれ、アニメ版（特に第二部で）で見せた超能力は持っていない。上記の通り、最終決戦後に青年の姿に成長したマシュラと結婚し、一児の母となる。また、人間とマトリクサーの『共存の村』を作る事を提案したのも彼女らしい。
サーゴ（声優：川津泰彦）
英語混じりの口調が特徴的な爬虫類マトリクサー。ただし、手や顔など露出した部分の肌や顔立ちはマシュラ同様、人間に近い。マシュラの幼馴染。水を操るのが得意だが、防御力は低い。ハイパーフォームに変身すると水の力を利用した「アクアトルネード」「アクアドラゴン」などの技を使う。マシュラ同様にサタンマシュランボーを倒した後は消滅し、歴史が変わった第二部では普通のマトリクサーとして過ごしていたが、ビンカからマシュランボーの力を司る三つの宝石の内一つを受け取り、力を取り戻しセンターを目指して西へ旅に出る。
漫画版では第1話の時点でヤクモと一緒に行動していたのはマシュラではなく、サーゴとクータルで、マシュラはこの二人の次に仲間となっている。漫画版最終話エピローグでは、ヘルメットを外した姿を披露した。ヤクモ提案の人間とマトリクサーの『共存の村』建設に協力しているらしく、クータルと各地を飛び回っていたようで、マシュラとヤクモの結婚や長女の誕生などは帰ってくるまで知らなかったようだ。
クータル（声優：龍田直樹）
大食漢で大らかな猫マトリクサー。「?なんだな」「?なのよねん」などのやわらかい口調で穏やかな性格。一行の料理担当かつムードメーカー。ハイパーフォームに変身すると獅子のような容姿となり、「ランドスマッシャー」「クロスクラッシャー」などの大地の技を使う。マシュラやサーゴ同様にサタンマシュランボーを倒した後は消滅し、歴史が変わった第二部では普通のマトリクサーとして過ごしていたが、ビンカからマシュランボーの力を司る三つの宝石の内一つを受け取り、力を取り戻しセンターを目指して西へ旅に出る。
漫画版ではやや口調が関西弁風になっている。最終話エピローグでは前記の通り、サーゴと各地を飛び回っていたらしい。また、エピローグにて顎鬚を蓄えていた。
ハクバー（声優：柏倉つとむ）
神童博士（ヤクモの父）がヤクモのために残した人工知能。主に移動用として活用している。ヤクモを見守っていて、優しい心の持ち主。7大将軍のゴーバクカードを取り込むことで時空間の移動が可能となる。
漫画版でも重大な役割を持っている。7大将軍のゴーバクカードを取り込む事で、衛星軌道上に待機している、人類が眠る人工衛星（宇宙船？）センターを地上に呼び戻す機能がある。
アニメ版ハクバーの特殊能力はあとづけ決定である。
レイ（声優：山田ふしぎ）
クータルの弟でセンの双子の兄。緑の服を着ている。
セン（声優：沢口千恵）
レイと同じくクータルの弟で双子の弟。レイ、サンジュとの仲のよさは抜群。青の服を着ている。
サンジュ（声優：前田愛）
クータルとレイ・センの妹。可愛いものやかっこいいものに憧れる傾向がある。
漫画版最終話エピローグにて、サーゴと交際しているような描写があり、クータルは知らなかったらしく慌てていた。
昆虫王ドッカク（声優：内海賢二）
昆虫族マトリクサーを統べる王で、マトリクサー7大将軍の1人目。その巨体から繰り出す剣圧は対峙する者を圧倒し、額の角から放出する電撃は全てを爆砕させるだけの威力を持つ。
爬虫王リュウマ（声優：小山茉美）
爬虫族マトリクサーを統べる王で、二人目に登場したマトリクサー7大将軍。金髪の美少年。ドラゴンを操る能力を持つ。ブラックカードという悪のカードをマシュランボーに挿入させ「ブラックマシュランボー」を創り出し、彼を下僕にさせ世界を征服しようと企む。趣味は美しいものをコレクションすることで最後の人間ヤクモを花嫁にしようとする。式の最中、悪に堕ちてなお、ヤクモを忘れられないブラックマシュランボーに倒される。グランドラとゴーバグガード合体するとグランリュウマになる。
漫画版では、ヤクモを「不細工」と罵っており、その暴言にヤクモはショックを受けていた。また、自分こそが世界で一番美しいとするナルシストキャラと成っており、自分の顔に傷をつけたサーゴに怒りを爆発させ、グランリュウマに変身。二人を倒しマシュラをも追い詰めるが、恐怖心から力を求めてサーゴとクータルのカードを取り込み合体変身したブラックマシュランボーに返り討ちされた。
ギャザ（声優：中尾隆聖）
爬虫王リュウマに仕える爬虫族の闘将のマトリクサー。ハイパーフォームになりジャングルでマシュランボーと戦った。頭から生える蛇に咬まれた相手は石化する。この能力により、ヤクモも石化してしまう。ドラゴンボールのフリーザと声優が一緒のため、1部から、ヘビーザとも呼ばれる。
鳥獣王ルシフェーヌ（声優：潘恵子）
鳥獣族を統べる王で、三人目に登場したマトリクサー7大将軍。貴婦人然とした女王。7大将軍のうちマシュランボーを除くマトリクサー6大将軍のゴーバクカードを手にいれこれとゴーバク合体しゼネラルモンスターとなり、マシュランボーと戦ったが敗北した。人間に対し激しい憎悪を抱く。マシュランボーの心を離さないヤクモが気に食わなかった模様。残り三体のマトリクサー7大将軍の海洋王クラーケン、猛獣王ダイハンガー、幻獣王キマイラスの三枚のゴーバクカードを所持していた。無限迷宮等時間を操る能力を持つ。
デスクロウ（声優：古川登志夫）
フェルト オレキ マッチ キャム プロポ オオセンナ パドルボ ダカー 国道18号線 ストー ヤン サンゴ ウェー ジグラート ないえ ショルダ イチゴ マリネ シュラフ デュポン ジェイペグ 古時計 スペクト ビージ レベル ゲッケイ カーン マエスト ツルウ オギジ レアメ スキーマ ネオジム ラズライ トリトマ ビレイ きあか スフィン レザー ジャムウ ファイ ファクト オキナグ ハイクラ ケフェウ ペクシ スノー チェンジ スケイ ダカール
鳥獣王ルシフェーヌ親衛隊隊長の鳥獣族マトリクサー。エッグカードの力を手に入れ、マシュラ達と死闘を繰り広げた。1度は、マシュラに勝ったが、エッグカードの力を手に入れたマシュラの必殺技「バーニングクロスアタック」をくらい敗北した。
海洋王クラーケン
海洋族マトリクサーを統べる王で、四人目に登場すると思われたマトリクサー7大将軍。
猛獣王ダイハンガー
猛獣族マトリクサーを統べる王で、五人目に登場すると思われたマトリクサー7大将軍。
幻獣王キマイラス
幻獣族マトリクサーを統べる王で、六人目に登場すると思われたマトリクサー7大将軍。
ナレーション（声優：銀河万丈）