ジミー・オリオン
演：神谷明
■設定年齢17歳
銀河系の星・ガニメデ星の王子として生まれるが、公害で汚染された海から出現したヘドロン皇帝によってガニメデ星は占領されてしまう。その際に母・メデューサの手で脱出カプセルに載せられ、地球に漂着。物理学の権威・敷島博士に偶然助けられ、合身戦隊メカンダーロボの一員となる。
搭乗機はメカンダー１及びトライカーF1。射撃の腕前に優れており、メカンダーロボ合身時にはガンナーを担当する。
敷島竜介
演：野島昭生
■設定年齢20歳
合身戦隊メカンダーロボを組織した敷島博士の息子で、メンバーのリーダー。生真面目な性格で猪突しがちな小次郎とジミーを抑え、チームとしての任務遂行に尽力している。
メカンダー３及びトライＢ（バギー）３に搭乗し、メカンダーロボ合身時にはレーダー及び指揮を担当。メカンダーロボが破壊され、新メカンダーロボとして四体合身に変更されて以降はトライカーGT2に搭乗。
八島小次郎
演：曽我部和行
■設定年齢18歳
天涯孤独の身の上で、元レーサー。その運動神経と操縦技術を買われて、合身戦隊メカンダーロボの一員となる。口数が少なく、不言実行型の性格をしている。
メカンダー２及びトライカーGT2に搭乗。メカンダーロボ合身時には、操縦全般を担当する。
ジミー不在時には、ガンナーを兼ねたこともある。
敷島博士
演：滝雅也
■設定年齢50歳
地球防衛軍での秘匿名称は「ミスターＸ」。本名は敷島正造。
国際物理秘密研究所の所長で物理学の権威。早い時期からガニメデ星からの侵略を予測し、メカンダーロボと空母キングダイヤモンドの配備を進めていた。
温厚な性格ではあるが、地球防衛にかける信念は固い。
メカンダーロボ・メカンダーマックス・トライマックス。空母キングダイヤモンドの設計を担当し、戦闘指揮も行う。
敷島ミカ
演：横沢啓子
■設定年齢17歳
敷島博士の娘で竜介の妹。小さい時に母親を失い、子供の頃から父や兄の生活面での世話をしてきたのでしっかりもの。
空母キングダイヤモンドでは通信・医療・各種事務などを担当しているが、勇気に不足はないらしく作戦地域に単身パラシュート降下するなど行動派の一面
メカンダーロボがドラゴンドリラーに破壊され四体合身の２号機になって以降はトライB（バギー）３に搭乗、戦闘に参加するようになる。
グワンダ・ギリ
■設定年齢25歳
アフリカ出身で若いながら機械工学の世界的な権威者として知られている。敷島博士の補佐役であり、智的で物静かな性格。決して怒ったり、声を荒げたりしないので、乗組員から尊敬されている。
空母キングダイヤモンドでは、メカニックの開発及び操舵を担当している。
メアリという妹がいる。
山本勝元将軍
演：岡田道郎
■設定年齢未詳
地球防衛軍総司令長官。
残存戦力の残り少ない地球防衛軍を率い、コンギスター軍団の侵攻に抵抗を続けている。
反抗戦力としての合身戦隊に大きな期待をかけており、たびたび自ら作戦の陣頭指揮にあたっている。
エピソードによっては、山本勝之将軍と呼ばれることもある。
第34話で戦死。
コンギスター軍団
ヘドロン皇帝が地球に差し向けた侵略軍。
空中要塞都市を総司令部とし、多数のメカ獣・コンギスター円盤軍を中核戦力としている。
特にメカ獣×１〜３＋コンギスター円盤編隊で編成した機動部隊を遊撃戦力として使用している。
こうした機動部隊は複数存在し、各拠点の防衛や侵攻作戦の尖兵としての役割を果たしている。
機動部隊の中心となるメカ獣は原則として１体か、同型機１〜３体を配備するのが原則であるが、戦況によっては違う型のメカ獣で機動部隊を編成・出撃した例もある（第13話「幻の大西洋艦隊を救出せよ」第16話「メカンダーロボ危機一髪」など）。
大将軍オズメル
演：津嘉山正種
ヘドロン皇帝自身が自らの手で創りあげた人造人間。
彼自身は自分が人造人間であることを知らない。性格は冷酷非情で、部下の失敗は決して許さない。また、卑劣な手段を採ることも厭わない。
ヘドロン皇帝の最も信頼する部下であり、皇帝の後継者的な立場にある。
メデューサ将軍
演：藤夏子
■設定年齢 地球人の年齢で40歳
コンギスター軍団の女将軍。
ガニメデ星の女王であったが、公害の海から生まれたヘドロン皇帝に全土を支配されてしまった。
息子・ジミーをカプセルで地球に逃がすが、自らは捕らえられてヘドロン皇帝の手でサイボーグ化されてしまっている。
そのため狂暴で冷酷非情な性格に変わっているが、ガニメデ王家の特異体質により夜の間のみヘドロン皇帝の影響が弱まり、元の姿に戻ることが出来る。
ヘドロン皇帝
■年齢未詳
ガニメデ星の公害に汚染された海中から突然発生した正体不明の超生物。
ガニメデ星をその超能力で支配し、住民をことごとく自分に忠実なサイボーグに改造してしまっている。
彼は次の攻撃目標をガニメデ星同様公害に汚染されている地球に定め、コンギスター軍団を差し向けている。