Ba mươi năm về trước, có một hiện tượng lạ gọi là "Không gian chấn" tàn phá trung tâm lục địa Á-Âu, cướp đi sinh mạng của hơn 150 triệu người. Sau đó các đợt không gian chấn xuất hiện với tần số thấp hơn. Itsuka Shidou, một học sinh cao trung bình thường gặp một cô gái bí ẩn tại trung tâm của một đợt không gian chấn. Sau đó, cậu biết rằng nguyên nhân xảy ra các vụ không gian chấn là do sự xuất hiện của các Tinh Linh. Cậu cũng biết được rằng em gái cậu Itsuka Kotori là chỉ huy của phi thuyền Fraxinus, trực thuộc Ratatoskr và được yêu cầu sử dụng năng lực bí ẩn của mình để phong ấn sức mạnh của các tinh linh, để ngăn chặn cho họ không trở thành hiểm họa của nhân loại. Tuy nhiên, có một nhược điểm để phong ấn sức mạnh của Tinh Linh, Shidou phải khiến các Tinh Linh yêu cậu và khiến Tinh Linh hôn cậu.

- Itsuka Shidou: Được gia đình Itsuka nhận nuôi khi còn nhỏ. Shidou có một cuộc sống bình thường cùng người em gái nhỏ Kotori. Cho đến khi Tohka xuất hiện, biết được nguyên nhân của các trận không gian chấn và cuộc chiến giữa các tinh linh với AST. Shidou là một học sinh trung học bình thường, không có nhiều hứng thú với người khác giới cho đến khi bị Kotori ép buộc phải lấy lòng các Tinh Linh. Về cơ bản, cậu phải bắt chuyện và hẹn hò với các cô gái, thứ mà cậu chưa bao giờ từng làm trong quá khứ. Shidou là một người có trái tim nhân hậu và thấu hiểu người khác, đây cũng là lý do tại sao hầu hết các Tinh Linh phải lòng cậu, bởi điều khiến các Tinh Linh cảm thấy thiếu thốn nhất là không ai có thể chấp nhận và thấu hiểu họ.

- Yatogami Tohka: Cô xuất hiện và gây ra một trận không gian chấn. Tohka đã bị lực lượng AST tấn công. Đó cũng là lúc Shidou chạm mặt Tohka và khám phá ra nguyên nhân thực sự gây nên các trận không gian chấn. Tohka lúc mới xuất hiện ở Địa cầu và chưa được Shidou phong ấn, cô luôn cảnh giác cao độ với mọi người xung quanh mãi đến khi Shidou có thể bắt chuyện với Tohka do Tohka luôn bị AST săn lùng và tấn công dữ dội. Tuy vậy, sau khi bị phong ấn năng lực Tinh Linh thì cô lại bắt đầu phát triển, biểu lộ tình cảm và trải nghiệm cuộc sống của Địa cầu như một người từ nơi khác tới. Tohka hoàn toàn lạ lẫm với những gì Địa cầu nên cô mang một tính cách hết sức trẻ con nhưng nét này lại khiến cô ngây thơ, dễ thương, năng động. Tuy vậy, điều này cũng khiến Shidou phải khổ không ít lần để giải quyết những hiểu lầm của cậu với Tohka.

- Itsuka Kotori: Là em gái nuôi của Itsuka Shidou, là một học sinh sơ trung và cũng là chỉ huy của một tổ chức bí mật mang tên Ratatoskr, chuyên giải quyết những vấn đề liên quan đến những sinh vật phi thường được gọi là Tinh Linh bằng những biện pháp mang tính chất hòa bình. Kotori sở hữu đến 3 tính cách khác nhau, phụ thuộc vào tình hình tại thời điểm cận kề. Khi là con người tính cách của cô thay đổi tùy theo màu của các nơ, tính cách khi mang cặp nơ màu trắng chính là "Bản thể mềm yếu"của cô, một cô em gái mỏng manh vô cùng dựa dẫm vào người anh trai của mình và khi mang cặp nơ màu đen cô trở thành "Bản thể mạnh mẽ" của mình, một chỉ huy đầy uy lực và có đôi lúc ưa nhạo báng nhân viên với năng lực kiểm soát hiệu quả con tàu Fraxinus. Trong dạng Tinh Linh của cô, Kotori vẫn hành xử tương tự theo nguyên tắc màu nơ biểu thị tính cách song nếu có ở dạng Tinh Linh quá lâu, tính cách Tinh Linh thứ ba của cô sẽ chiếm hữu đồng thời cô liền trở thành một cỗ máy chém giết hung hãn và tàn nhẫn, người chỉ quan tâm đến việc giao chiến với địch thủ cho đến lúc chết.

- Tobiichi Origami: Là học sinh đứng đầu của trường Raizen cả về học vấn và thể thao. Hiển nhiên không có một học sinh hay giáo viên nào ngoại trừ đồng nghiệp biết cô là một thành viên của biệt đội chống Tinh Linh AST. Cô là một thuật sư rất có kỹ năng nhưng có thể cảm xúc không ổn định khi giao chiến với Tinh Linh. Tobiichi Origami không phải là người hay nói chuyện với người khác, nếu không cần thiết trừ một số trường hợp như của Shidou và Tohka. Cô không phải kiểu người hay mắc cỡ mà giống như người không hợp lắm với xã hội hiện tại, có lẽ vì quá khứ của cô. Nhưng cô rất quyết liệt và mạnh mẽ khi cô có mục đích cần phải hoàn thành.

- Yoshino: Shidou lần đầu gặp cô trông giống như một đứa trẻ đi lạc trong mưa. Lần kế tiếp gặp gỡ, Yoshino đã bị lực lượng AST tấn công. Lần thứ 3 họ gặp nhau cũng chính là lúc Shidou quyết định sẽ giải cứu Yoshino khỏi chính cô và lực lượng AST. Anh đã nhận ra rằng Yoshino là một cô bé vô cùng tốt bụng thậm chí với cả những người đang săn đuổi và tấn công cô. Yoshino là một cô bé nhút nhát, nhưng tốt bụng, thụ động hơn rất nhiều so với các Tinh Linh khác. Cô sở hữu hai nhân cách Yoshino và Yoshinon. Yoshinon là nhân cách còn lại của Yoshino, xuất hiện dưới hình dạng một con rối nói chuyện bằng thuật nói bụng và được tạo ra để giúp cô trải qua những gian nan khi bị săn đuổi bởi lực lượng AST.

- Tokisaki Kurumi: Trong những báo cáo của Takamiya Mana thì Tokisaki Kurumi là Tinh Linh nguy hiểm nhất từng được biết đến khi bản thân cô đã giết hơn 10.000 người, chưa kể những nạn nhân trong đợt chấn động không gian do cô gây ra. Tính cách của Kurumi không thể nói một cách chính xác. Trong hình dáng học sinh cô rất nữ tính và cư xử dễ thương tuy đôi lúc có phần táo bạo. Tuy nhiên, trong hình thái tự nhiên cô lại là một kẻ giết người điên loạn và thứ thể hiện rõ nhất có lẽ là khuôn mặt của cô khi cười. Tuy cô không phải là kiểu người đa nhân cách nhưng quá khứ của cô thì rất nhiều bởi năng lực của cô.

- Yamai Kaguya & Yamai Yuzuru: Yamai vốn là một tên Linh nhưng vì lý do nào đó có liên quan đến việc có dịch chuyển giữa các chiều không gian, đôi lúc ở quá khứ, cô được chia thành hai cơ thể và hai tâm trí khác nhau. Bản chất của Yamai đã không còn, cũng như tính cách đều không đó ở cả hai Yamai. Cặp Yamai được biết đến bởi những người biết được sự tồn tại của Tinh Linh bởi những cơn bão trong khu vực mà nguyên nhân chủ yếu là do họ gây ra mỗi lần tới Địa cầu. Hai Yamai có tính cách gần như trái ngược nhau hoàn toàn. Về phần Kaguya, cô có vẻ hoạt bát và có phần nói hơi quá, có thể nói cô chưa có dáng dấp người lớn cho lắm hoặc tính cách trẻ con giống Tohka. Kaguya thường nói những thứ không thực tế giống như những gì cô làm. Kaguya tin rằng cô phải nói như vậy vì cô là Tinh Linh và điều đó "rất tuyệt vời". Trái với Kaguya Yuzuru thuộc dạng người ít nói, nhưng những lời nói của cô luôn khiến Kaguya phải nổi xung lên, mà gần như những lời của Kaguya hầu như không có trọng lượng đối với Yuzuru.

- Izayoi Miku: Là 1 Idol. Cô ghét nam giới đến mức Shidou phải giả nữ để tiếp xúc với cô. Thiên Sứ của cô là Gabriel, ngoài ra cô còn sở hữu quyền năng thao túng và tẩy não người khác. Cô tỏ ra hứng thú với Shirou, người khi đang giả nữ, vì cậu không bị ảnh hưởng bởi các quyền năng thôi miên. Miku đã từng là con người trước khi cô trở thành một Tinh Linh. Kể từ khi còn bé, Miku đã yêu ca hát. Cô học không tốt và cũng không chơi thể thao giỏi, song cô lại có thể hát hay hơn bất cứ ai xung quanh.