ユウリ→タイムピンク（勝村美香）
インターシティ警察のマフィア担当捜査官で、ドルネロファミリーを追って時間保護局に潜入していた。父も同じく捜査官だったが、母や妹とともにマッドブラストに殺害された。真犯人を逮捕することがユウリの悲願なのだ。タイムレンジャーでは実質的なリーダーで、豊富な戦闘経験と明晰な頭脳でメンバーを統率する。美人だが家事は全くできない。トゥモローリサーチでは主に探偵業を担当。 20世紀で出会った浅見竜也に、戦いの中で次第に心ひかれていく。
ドモン→タイムイエロー（和泉宗兵）
30世紀の人気格闘技・グラップのプロファイターだったが、試合を放棄して追放され、時間保護局に入隊した。豪快に見えて実は繊細な性格であり、30世紀への”ホームシック”にかかって入院したこともある。トゥモローリサーチでは護身術教室を開こうと生徒（主に女性）を日々探していたが、生来の女好きがたたって（？）なかなかうまくいかなかったようだ。 20世紀で出会ったカメラマン・森山ホナミを愛し、将来を誓い合うが、その結末は果たして・・・・・・？
シオン→タイムグリーン（倉貫匡弘）
2984年に戦争によって滅んでしまったハバード星から、脱出カプセルに入れられて地球に漂着した、唯一の生存者。頭脳が優秀な星人のサンプルとして、幼少時よりずっと隔離され、研究材料として扱われてきた過去を持つ。その孤独な生い立ちの反動で、仲間や友情に対する憧れはとても強い。髪はハバード星人特有の色ではなく、自分の趣味で、気分によって染めているだけらしい。メカに精通しており、トゥモローリサーチでの主な仕事は各種修理業。また睡眠は1年に1度、約1週間程度しかとらない。
浅見竜也→タイムレッド（永井大）
政財界へも絶大な影響を持つ”浅見グループ”会長の一人息子。トレーニング中に偶然、30世紀から時間移動してきたユウリたち4人と出会い、タイムレンジャーとしての最初の戦いに参加する。父の呪縛から逃れて自分の決めた道を歩みたいと思っていた竜也は、これを機に独立を決意。なんでも屋”トゥモローリサーチ”で生計を立てつつ、タイムレンジャーとしての任務に就くことになった。空手が得意なため、トゥモローリサーチでの主な仕事は”空手指南”である。
アヤセ→タイムブルー（城戸裕次）
30世紀でプロレーサーを目指していたが、健康診断の際、 20世紀にはまだない特殊な病気である”オシリス症候群”に冒されていることが判明。レーサーの夢は崩れ去った。 ”オシリス症候群”とは、宇宙磁力線病の一種で、発病から1～2年の間に突如、心臓が停止してしまう奇病なのだ。常に死と直面している恐怖の中で、アヤセは悪との戦いに命を燃やしていく。 20世紀での免許取得にも成功し、トゥモローリサーチでの主な仕事は”運転代行業”。病気のことは当初、仲間にも秘密にしていた。
タック・ナビゲーターロボ（声沼田祐介）
ユウリたち4人と一緒に20世紀へとやって来たロボット。 30世紀との時空通信が可能である。また囚人たちの犯罪データーをはじめ多くの情報がインプットされており、タイムレンジャーには欠かせない存在なのだ。
タイムロボター（声折笠富美子）
トゥモローリサーチのマスコットロボ。甲高い声で喋る。
滝沢直人（笠原紳司）
高校時代からの竜也のライバル。空手のインターハイで優勝し、竜也と同じ大学に推薦入学を果たすが、裕福な家庭に生まれ育った同級生たちと肌が合わず、中退した。その後、浅見グループが治安維持局と共同で設立した民間警備会社シティガーディアンズの隊員となり、戦いの中でブイコマンダーを手に入れたことによって社内での影響力を強め、隊員から本部長へと出世街道を歩んでいくが・・・・・・。
森山ホナミ（有輝りん）
フリーの報道カメラマンで、ロンダーズファミリーとタイムレンジャーの存在にいち早く着目、写真誌にスクープショットを提供していた。危険な場所でも果敢に取材に挑み、あるときタイムイエローに救出されたことがきっかけで、思いを寄せるようになる。しかし当初は、イエローの正体がアヤセだと勘違いしていた。やがてドモンとの恋を実らせるが・・・・・・。
浅見渡（岡本富士太）
浅見グループの会長で、竜也を後継者にしようとしていた。自らも若き日には「浅見」の名前と運命に抗おうとしていたのだが、現在ではグループの更なる拡大のために辣腕を揮っている。ロンダーズファミリーの犯罪から人々を守るためにシティガーディアンズを組織。ブイコマンダーを手に入れ、タイムファイヤーの力を得た滝沢直人を並外れた野心家と知りながらも重用した。後継者として生きる道を拒んだ息子・竜也との和解の日は訪れるのか・・・・・・？
リュウヤ隊長（永井大二役）
時間保護局隊長。その行動には謎の部分が多かったが、やがて真の目的が明らかになっていく。浅見家の子孫であった。
ドン・ドルネロ（声大友龍三郎）
30世紀の大物マフィアのボス。第一級犯罪により、圧縮冷凍1000年の刑期を言い渡されるが、ギエン、リラと謀って20世紀へ時間移動。新たに”ロンダーズ・ファミリー”を名乗って悪事を働き始める。ファミリーの結束を重視し、それを乱すものには容赦がない。世の中で信用できるものは金と、欲で繋がった仲間だけ。かつてユウリの家族をヒットマン命じて殺害したのもドルネロの仕業だった。
リラ（久瑠あさ美）
自分の欲望に忠実な、ロンダーズ・ファミリーの紅一点。浪費癖があり、ドルネロとは金で繋がっている。 20世紀の風俗・習慣も嫌いではないらしく、けっこう馴染んでいたようだ。激昂すると、言葉遣いが荒くなるのも特徴である。
ギエン（声戸部公爾）
破壊と殺戮を好むメカ生命体。元々は人間であったが、瀕死の重傷を負ったところをドルネロに助けられ、改造された。基本的に金儲けには興味がないため、勝手に破壊行動に移ることが多く、ドルネロも手を焼いていた。そして、やがてそのことが戦局に多大な影響を及ぼすことになる・・・・・・。
ゼニット
ギエンが造り出したジャンクドロイドで、必要に応じて使用される。人間に化けることも可能で、主に戦闘要員として活躍。
ロンダー刑務所
30世紀の凶悪犯たちを収容している。圧縮冷凍装置が設けられており、ここに連行された囚人たちは、刑期に従って圧縮冷凍され、刑期満了までカプセルの中で過ごすことになるのだ。ドルネロたちはこの刑務所のタワー部をジャックし、巧みな計画で20世紀への時間移動に成功。 20世紀ではタワー自体を拠点として活動している。
タイムフライヤー
5人が乗る小型航時戦闘艇。タイムロボβの武器であるフライヤーマグナムに変形するほか、パルスマシンガン、プラズマバルカン、ボーテックス・キャノンなどの武器も備えている。
タイムロボα
５機のタイムジェットが合体して誕生する、地上戦用形態のロボット。必殺武器は時空剣プレスブリザード。
タイムロボβ
タイムジェットが合体して誕生する、空中戦用形態のロボット。αよりパワーは劣るが、スピードに優れる。
タイムジェットγ
タイムジェットが合体して誕生する、大型戦闘機。遠距離からの攻撃に優れる。必殺武器はガンマトルネード。
タイムシャドウ
時間保護局がインターシティ警察と共同開発した自律型戦闘システム。タイムロボα、βにそれぞれ合体することができる。
タイムロボシャドウα
タイムシャドウが変形し、タイムロボαに合体した形態。 30世紀から転送される大型剣・プロディバイダーで超低温・超高圧フィールドを作り出して、リバウンドした囚人を圧縮冷凍するブリザードスラッシュが必殺技だ。
タイムロボシャドウβ
同じく、タイムシャドウが変形してタイムロボβに合体。反重力で浮き上がり、高速で移動する。プロディバイダーのライフルモードで超低温・超高圧フィールドを射出するプレッシャーカノンが必殺技である。
ブイレックス
時間保護局が開発した恐竜型ロボット。時間移動実験で行方不明となっていたが、20世紀に突如出現した。制御装置がなければ暴走してしまう。変形して、巨大ロボット・ブイレックスロボになる。
ブイレックスロボ
ブイレックスが変形することによって誕生する巨大ロボ。右腕の6連装ミサイルランチャーからリボルバーミサイルを連続発射、左腕の拳はマッハ15のスピードで射出できる。両肩から発射するマックスブリザードで敵を圧縮冷凍する。
プロバイダーベース
時間保護局の基地。ロボット・プロバイダスがタイムゲートに向けてメカを射出することによって、時間移動が可能となる。
プロバイダス
タックが緊急システムを発動依頼し、それが承認された際、プロバイダーベースから各メカを射出する基地ロボット。「ＣａｓｅＦｉｌｅ 38 ぐっどないと」では自らを射出して現代へ駆けつけた（と思ったらシオンの夢でした）。
Gゾード
2994年に行われた時間移動実験の失敗で行方不明になっていた生体戦闘ロボ。時空パルスの異常発生が原因で現代に出現した。全身に武器が装備されているが、腹部内のエネルギー融合炉が唯一の弱点であった。