全52話。放送終了後に第2期（第53話以降）が制作され、合わせて全78話となったが、第2期は当時日本国内では放送されなかった（後述）。

アニメーション制作は『バーチャファイター』の制作に携わったトムス・エンタテインメント（旧：東京ムービー）が担当。

ゲームシリーズのキャラクターは『ソニックアドベンチャー』以降の設定で登場し、日本版の声優陣も基本的にソニックアドベンチャーシリーズからの引継ぎだが、テイルスやビッグは声優が変更された。また、クリームとチーズに声優がついた最初の作品となる。以降のゲームは全員、本作のキャストが起用されている。一方、4キッズ版の英語吹き替えでは本作を機に声優陣が一新され、ゲーム版の声優も変更されることになる。

この他、本作のオリジナルキャラクターも多数登場する。一部のキャラクターはトムスが過去に制作したテレビシリーズ『緊急発進セイバーキッズ』からの出演となっている。

ソニックの世界はパラレルワールドという設定になっているが、クリスの世界は現実世界に近い設定になっている。第1期はクリスの世界が舞台で、シャドウやカオティクス事務所の面々の出番は限定的だが、第2期ではソニックたちの世界が舞台となり、原作キャラクターの出番が増えた反面、現実世界からのレギュラーはクリスのみとなる。

ストーリーはアニメオリジナルのものが中心だが、第27話から第32話では『ソニックアドベンチャー』及び『ソニックアドベンチャーDX』、第33話から第38話では『ソニックアドベンチャー2』及び『ソニックアドベンチャー2 バトル』のゲーム内容を踏襲し、第42話から第46話では『ソニックバトル』をベースにしている。その他チーム・カオティクス登場回は『ソニックヒーローズ』の宣伝も兼ねている。ほぼ同時期制作だが探偵事務所所属の3人として登場するのは本作の方が早かった。

ビデオ・DVD版も販売され、第1巻は一部のシーンで本放送時とは違う映像表現を用いた第1話が収録された。

各キャラクターに記述されている年齢などのプロフィールはいずれもアイキャッチのキャラ紹介より。

ソニックと仲間たち

原作ゲーム登場キャラクターの設定についてはそれぞれの項目も参照のこと。

ソニック・ザ・ヘッジホッグ（Sonic the Hedgehog）

声優 - 金丸淳一
種別：ハリネズミ / 性別：男 / 身長：100cm / 体重：35Kg / 年齢：15歳 / 走る速さ：超音速
原作シリーズ同様に主人公。音速で走ることができるが、水が苦手で筋金入りのカナヅチ。普段はクリスの家のガレージ2階の小部屋にテイルスたちと居候している。
本作ではリングを手にすることでスピンアタックを繰り出せるようになるという設定。また、原作と同様に7つのカオスエメラルドの力でスーパーソニックに変身することが可能である。
エッグマンとは敵対関係だが、エッグマンや仲間たちが思っているほど敵視している様子もなく、むしろそれゆえの信頼関係を持っている。

クリストファー・ソーンダイク（Christopher Thorndyke）

声優 - 小林沙苗（12歳時）、森田成一（18歳時）
種別：人間 / 性別：男 / 身長140cm（12歳時）→170cm（18歳時） / 体重：35Kg（12歳時）→57Kg（18歳時） / 年齢：12歳→18歳 / 好きな物：動物
本作のもう一人の主人公。アニメオリジナルキャラクター。愛称「クリス」。一人称は「僕」。人間の少年で、自宅のプールに落ちてきたソニックを助けたことがきっかけでソニックと仲良くなり、ソニックたちと触れ合うことで成長していく。
第2期で18歳になった彼は、自身が開発した転送マシンを用いてソニックの世界へとやってくる。転送時のエラーにより12歳の姿に戻ってしまうが、ソニックたちと共にメタレックスに立ち向かう。
また、次回予告のナレーションも担当している。

マイルス "テイルス" パウアー（Miles "Tails" Prower）

声優 - 広橋涼
種別：キツネ / 性別：男 / 身長：80cm / 体重：20Kg / 年齢：8歳 / 特技：二本のシッポを回転させて空を飛ぶ / 趣味：機械いじり・メカの操縦
2又のシッポを持つ子狐でソニックの一番の相棒。トルネード2を改造したXトルネードを操縦する。その才能や頭脳はDr.エッグマンにひけをとらない。
第2期では宇宙船ブルータイフーンを製造し艦長となる。コスモと心を通わせる、だが77話と78話における最終回では、ダークオークを倒す代償になったコスモが死亡してしまう。それによって、心を合わせた彼女を失ったトラウマによってショックを受けてしまい、人生にとって最悪となってしまった。その後は彼女の死後に残された白い種を自宅の植木鉢に植えて育てることにした。

エミー・ローズ（Amy Rose）

声優 - 川田妙子
種別：ハリネズミ / 性別：女 / 身長：90cm（エピソード50では90.0cm） / 体重：ヒミツ!（エピソード50では括弧がつけられている） / 年齢：12歳 / 好きな物：ソフトクリーム / 嫌いな物：退屈（エピソード50ではひらがなで表記） / 特技：カード占い・ダウジング・ピコピコハンマー（エピソード50ではピコピコハンマーのみ）
シリーズ通りの本作のヒロイン。ソニックのことが大好きで、いつも追い掛け回しているハリネズミの女の子。本人曰く「ソニックのガールフレンド」だが、当のソニックからは苦手意識を持たれている。巨大なピコピコハンマーを隠し持っている。本作ではコギャルらしさはあまりなく、女の子らしい面や怒らせると怖い勝気な面がより強調された。

ナックルズ・ザ・エキドゥナ（Knuckles the Echidna）

声優 - 神奈延年
種別：ハリモグラ / 性別：男 / 身長：110cm / 体重：40Kg→25Kg（エピソード46） / 年齢：16歳 / 好きな物：フルーツ / 嫌いな物：強い日差し / 特技：穴掘り・壁登り・滑空・パンチ（エピソード46ではパンチ攻撃）
シリーズ通りのソニックのライバルというより悪友。古代戦闘民族「ナックルズ族」の末裔。トレジャーハンターでマーシャルアーツの達人でもあり戦闘能力は高い。純粋な心の持ち主で騙されやすく、本人はそのことを気にしている。またエッグマンだけではなく、周りの仲間からも弄られることがしばしばある。

クリーム・ザ・ラビット（Cream the Rabbit）

声優 - あおきさやか
種別：ウサギ / 性別：女 / 身長：70cm / 体重：12Kg / 年齢：6歳 / 好きな物：TV とくに「ネクストショー」
礼儀正しく、何事にも一生懸命で好奇心旺盛なウサギの女の子。好きなテレビの「ネクストショー」をよく見ている。ソニックたちが冒険に出ている時もクリスの家で留守番をすることが多い。また本作ではアドベンチャーシリーズに当たるストーリーにも登場している。

チーズ（Cheese）

声優 - 広橋涼
種別：チャオ / 性別：不明 / 身長：40cm / 体重：不明 / 年齢：不明 / 好きな食べ物：椰子の実
クリームの「友達」のチャオ（「ペット」扱いされるとクリームと共に憤慨する）。赤い蝶ネクタイがトレードマーク。「チャオ」としか喋れないが、クリームは彼が何を言っているのか分かるようである。

コスモ（Cosmo）

声優 - 小桜エツ子
性別：女 / 身長：90cm / 体重：15Kg / 特徴：体がとても軽い / 嫌いな物：メタレックス / 好きなこと：ひなたぼっこ
第2期に登場するアニメオリジナルキャラクター。メタレックスに滅ぼされたコスモ族最後の生き残り。献身的だが少々ドジな女の子。
実は彼女にはダークオークとは信頼関係があり、ダークオークに知られたときはショックを受けていた。
最終回では黒い球体となったダークオークが暴走し、スーパーソニックが手も足も出なくなり、なすすべもなく宇宙が崩壊されそうになったが亡き母の声が聞こえ、自分にできることを感じ取り、ダークオークに対しての勇気を持つようになる。そして、ダークオークの暴走を止めるために自分の命を犠牲と引き換えにダークオークを倒す代償となってしまう。それによってダークオークを倒せるようになったが、テイルスは彼女を失うことでショックを受けてしまう。死を誘ったときは後悔し、泣いている彼に心配になって彼に「私こそ、迷惑ばかりかけてごめんね…」と迷惑をかけたことをテイルスに謝罪し、最期はテイルスの悲痛の叫びと共にソニックドライバーを発射し、ダークオークが倒されると同時に死亡して、命を落とす。その最悪な状況に絶大的な最期を捧げてしまい、テイルスの心は深く傷ついた他、ソニックや仲間たちにも傷を残し、コスモ族最後の生き残りは最後の犠牲者となってしまった。その後は白い種が残り、テイルスの自宅の植木鉢に植えられた。そして、ソニックの星に彼女の墓も建てられた。

Dr.エッグマン一味

エッグマンの手下は全員アニメ初登場キャラクター。

Dr.エッグマン（Dr. Eggman）

声優 - 大塚周夫
種別：人間 / 性別：男 / 身長：185cm / 体重：128Kg / 年齢：不明 / 血液型：B型 / IQ：300 / 好きな物：メカ（エピソード49では好きな物の項目が消え、本名が「ロボトニック」と表記されている）
ソニックの最大にして永遠のライバルを自称する悪の科学者。天才を自称しているだけにIQは高いが、何度ソニックに負けても決して世界征服をあきらめない。典型的な「悪役」（「悪人」ではない）で、卑怯なことはするが手下のロボットと漫才のような会話を繰り広げたり、たとえソニックに勝てそうになってもトドメを刺さずに返り討ちにあったりする。本作では野球好きという一面を見せている。コミカルな場面が多い一方で、ソニックとずっと一緒にいたいクリスを説教するなど悪役らしからぬ行動も散見され、第2期では哲学的で意味深な発言が多くなっている。

デコー（Decoe）

声優 - 山口健
種別：エッグマンロボ / 性別：？ / 年齢：？ / 身長：198cm / 体重：200Kg / 好きな物：きしめん、ういろう
Dr.エッグマンの手下ロボットで名古屋弁を話す。金色の長身で胸に凸（でこ）のマークがある。マヌケな面を見せることが多いが、エッグマンのボディーガードを兼ねていることもあり戦闘能力は高い。エッグマンと一緒にいるときは悪事に加担するが、そうでもない場合はボコーと同じく優しい性格のようで、善い行いをする事を気持ちがいいと喜んでいた。エピソード48でボコー共々一度エッグマンに置いてけぼりにされて主従関係をやめたが、エピソード49でクリスをエッグマンのところへ案内する形で結果的にエッグマンのもとへ戻った。
過去にトムスが1991年に制作した『緊急発進セイバーキッズ』に登場した、Dr.バグの手下ロボット「イプシロン」と同じキャラクターデザインとなっており、イプシロンとは同一の声優が演じている。

ボコー（Bocoe）

声優 - 島田敏
種別：エッグマンロボ / 性別：？ / 年齢：？ / 身長：145cm / 体重：220Kg / 好きな物：からしめんたいこ
Dr.エッグマンの手下ロボットで博多弁を話す。銀色の小柄で胸に凹（ぼこ）のマークがある。デコーの弟的存在。デコー同様主人のエッグマンにこき使われて苦労が絶えないが、なんだかんだで仲良くやっている。
デコー同様『緊急発進セイバーキッズ』に登場したDr.バグの手下ロボット「オメガ」と同じキャラクターデザインとなっている。

ボックン（Bokkun）

声優 - 小林由美子
種別：エッグマンロボ / 性別：？ / 年齢：？ / 身長：50cm / 体重：20Kg / 特技：Dr.エッグマンからのメッセージを伝えること。爆弾を爆発させること。その他。
エッグマンからのメッセージをソニックたちのもとに運ぶロボット。小悪魔のような外見をしており、外見に違わず悪戯少年のような性格をしているが、寂しがり屋な一面もあり、時には泣いたりソニックのことを応援したりなどの一面も見せる 。語尾に「〜じょ」、悪戯成功時などには「ばーか！」が口癖。普段は「メッセンジャーロボ」と呼ばれることが多く、エミーからは名前があったことに驚かれていた。

クリスの家族

いずれもアニメオリジナルキャラクター。

チャック・ソーンダイク（Chuck Thorndyke）

声優 - 島田敏
種別：人間 / 性別：男 / 身長：165cm / 体重：60Kg / 年齢：72歳 / 好きな物：メカ、ベースボール
クリスの祖父で発明家。歳不相応な好奇心と行動力を持つ、クリスやテイルスの良き理解者。テイルスと一緒にメカを開発してソニックたちをサポートし、1期最終話では年の離れた友人として、テイルスにあるサプライズプレゼントを贈る。エッグマン同様野球好き。

ネルソン・ソーンダイク（Nelson Thorndyke）

声優 - 山口健
種別：人間 / 性別：男 / 身長：180.0cm / 体重：82.5Kg / 年齢：42歳
クリスの父で、チャックの息子。アメリカで70%ものシェアを持つ電化製品兼機械製造会社の社長を務め、忙しい毎日を送っているので、一人っ子のクリスに寂しい思いをさせているのではないかと心配しているかなりの親バカ。クリスが行方不明になったときはGUNを出動させると発言し、チャックに叱られたこともあった。日本語版ではチャックに対しては敬語で接している。

リンゼー・ソーンダイク（Lindsey Thorndyke）

声優 - 進藤尚美
種別：人間 / 性別：女 / 身長：170.0cm / 体重：シークレット / 年齢：36歳
クリスの母で、世界的に有名な大女優。ネルソン同様に忙しい毎日を送っており、夫と同じく息子思いの親バカ。ソニックたちのことをいつまでも「着ぐるみ」と信じて疑わない。筋金入りの料理音痴。

サム・スピード（Sam Speed）

声優 - 田中総一郎
通称：その時の気分によって変わる / 性別：男 / 身長：183cm / 体重：80Kg / 年齢：30歳 / 好きな物：スピード
クリスの叔父で、リンゼーの弟。F1マシン張りのマシンを操る超高速機動警邏隊「Sチーム」のリーダーを務める。私生活でも「自分は何もかも速い（早い）」と自称するほど（結婚するのも早かったが離婚するのも早かったなど）、かなりせっかちな性格。自分より速いソニックを勝手にライバル視し、最初はソニックもしぶしぶ付き合っていたが、後半になると良きライバル関係を築いていた。

エラ（Ella）

声優 - くじら
種別：人間 / 性別：女性 / 年齢：37歳 / 身長：163cm / 体重：102Kg / 好きなこと：歌を歌うこと
ソーンダイク家の家政婦。ネルソンとリンゼーは不在なことが多く、実質的に彼女がソーンダイク家を切り盛りしている。料理の腕はかなりのもので、エミーに料理を教えたりしている。大柄な体格なこともあってチャーミーから「怖そうなのがいるよ」と言われたこともあるが、普段は温厚な性格。しかし、怒らせると本当に怖い。

エドワード・タナカ（Edward Tanaka）

声優 - 今村直樹
種別：人間 / 性別：男性 / 年齢：35歳 / 身長：175cm / 体重：72Kg / 特技：武道（特に空手）
通称ミスター・タナカ。ソーンダイク家の執事。好きなテレビ番組はサムライ・ムービー（時代劇）。空手が特技なだけあって政府のエージェントを簡単にあしらう実力はあるが、エッグマンのメカに戦いを挑んだときはあっさりと負けてしまった。普段は無愛想だが、爆弾解除をしてステーションスクエアを救った英雄となったテイルスを逃がすために赤ん坊に変装するなど、お茶目な一面も見せる。

クリスのクラスメート

いずれもアニメオリジナルキャラクター。

ヘレン（Helen）

声優 - 日髙のり子
11歳、126cm、36Kg。クリスのクラスメートで、常に車椅子に乗っている金髪の少女。当初は内気な性格だったが、ソニックと出会ったことで明るくなり、大人になってからはクリスに想いを寄せている様子を見せており、クリスも彼女を特別な人として見ている節が見られた。

ダニエル（Daniel）

声優 - 進藤尚美
11歳、125cm、40Kg、好きなことはXトルネードに乗ること。愛称「ダニー」。クリスの親友でバスケットボールが得意なアフリカ系の少年。大人になっても変わらずクリスとは親友として交流を深めている。

フランシス（Francis）

声優 - 塩山由佳
11歳、125cm、40Kg。クリスの友達で、そばかすが特徴の元気で活発な女の子。せっかちな性格をしている。大人になってもクリスたちとの友人関係を築いている。

カオティクス探偵事務所

カオティクス探偵事務所のメンバーも元々ソニックと同じ世界に住んでいたが、カオスコントロールによってソニックと同じく、人間が住む世界に飛ばされてきた。

キャラクター設定は2003年12月30日発売の『ソニックヒーローズ』以降のものなっているが、発売2日前に先行登場する形となった。1期では39話にしか登場していないが、第2期にも登場する。

ベクター・ザ・クロコダイル（Vector the Crocodile）

声優 - 三宅健太
20歳、180cm、200Kg、特技は推理、好きな物はお金、バンド演奏、嫌いな物は事務所の大家。カオティクス探偵事務所の所長を務めているワニ。推理力が強いが、紹介文によると事務所の大家が苦手。思い込みの激しい行動が目立ち、ソニックたちをクリームの誘拐犯と勘違いした。
チャーミーがどこからともなく持ってきたソニックXのDVDを見て、自分たちと同じくカオスコントロールでこの世界にやってきたソニックたちの存在を知ることになる。クリームの母のヴァニラに好意を抱いている。

エスピオ・ザ・カメレオン（Espio the Chameleon）

声優 - 増田裕生
16歳、110cm、36Kg、特技は忍術、好きな物は修行、嫌いな物は曲がったこと。事務所のご意見番のカメレオン。
ベクターを止める突っ込み役だが、逆に暴走に巻き込まれることが多く酷い目によく遭う。
カメレオンだけあって、周りの風景に溶け込んで瞬間移動することが可能。その他にも忍術のような技をいくつか持つ。
なお、他のキャラクターとは異なり、彼とベクターのプロフィールはアイキャッチではなく、本編中に明かされている。

チャーミー・ビー（Charmy Bee）

声優 - 鉄砲塚葉子
カオティクス探偵事務所に籍を置くミツバチ。
6歳、70cm、10Kg、好きな物ははちみつたっぷりの花、嫌いなものは退屈、特技は遊ぶこと。情報収集が担当。基本的に中立的な立場を取る。

その他の人物

シャドウ・ザ・ヘッジホッグ（Shadow the Hedgehog）

声優 - 遊佐浩二
Dr.エッグマンの祖父であるプロフェッサー・ジェラルドによって造られ、軍によって最高機密として封じられていた究極生命体で後のソニックの永遠のライバル。年齢不詳、100cm、35Kg、好きな物はなし、嫌いな物は人類全て、特技はカオスコントロールとカオススピア。
外見のみならず、能力もソニックとほぼ同じで、スピンアタックやスーパー化することが可能。また、「カオススピア」という黄色い矢のような閃光を放つ独自の技を持つ。カオスコントロールでワープすることが可能。手足に付いている金色のリングは彼の力を抑えるリミッターである。
第2期では原作とは異なる形で蘇り（ただし原作同様に記憶喪失状態）、メタレックスとの戦いに関わっていく。

ルージュ・ザ・バット（Rouge the Bat）

声優 - 落合るみ
セクシーな女コウモリ。18歳、105cm、体重はシークレット、特技はスクリューキック、好きな物は宝石。ソニックやナックルズに劣らない戦闘能力を持つ。パンチが得意なナックルズと反対にキックが中心で、「スクリューキック」が得意技。宝石専門のトレジャーハンター。大統領から国立博物館に展示されていた宝石を盗んだ罪をなくす代わりに政府直属のエージェントに任命される。

ヴァニラ・ザ・ラビット（Vanilla the Rabbit）

声優 - あおきさやか
クリームの母親。130cm。クリームと同様に礼儀正しくおっとりした性格だが躾には厳しい。クリームの口調も彼女譲り。

ビッグ・ザ・キャット（Big the Cat）

声優 - 長嶝高士
のんびりとした性格の巨大猫。18歳、200cm、280Kg、好きな物はカエル、好きな食べ物は魚。いつものんびりでおっとりしており、親友のカエルくん（声優 - 麻生智久）と共に暮らしている。よく湖畔で釣りをしている。2期では登場しない。

ガンマ（E-102 "γ"/Gamma）

声優 - 今村直樹
エッグマンが開発したE-100シリーズロボット2番機。215cm、825．256Kg。

エメル（Emerl）

身長110cm、14Kg。他者の技をコピーして強くなる能力を持つロボット。正体は古代の戦闘マシーン。ゲーム『ソニックバトル』に登場するキャラクター。

スチュワート（Stewart）

声優 - 中尾みち雄
アニメオリジナルキャラクター。突如赴任してきたクリスの担任教師だが、実の正体は政府直属のスパイ式エージェントで、クリスやソニックたちの動向を監視、観察し、ソニックたちの秘密を探るために派遣された。エッグマンが作ったロボットのE-51が代理教師になって人気を博した際には「校長先生に言いつけてやる」と悔しがったが、これが彼の素の性格か演技かは不明。エッグマンのスパイ活動を成り行きで一緒にすることになった際は、責任感を持って振る舞い、政府の指示を無視して教師としての使命を果たそうとする場面も見られた。1期中盤では、政府の指示で教師を解任され、ジャーナリストへと鞍替えした。

マイケル・K（Michael K.）

声優 - 麻生智久
アニメオリジナルキャラクター。クリスたちの国における大統領。エッグマンの脅しに屈するなど少々頼りない性格だが、ソニックがいる世界の地球との干渉による時間停滞化現象を解決するために厳しい決断を取るなど、素質に見合った行動と選択を行なった。一方で英雄のソニックと子供時代に思い描いた大統領の理想像を重ねたり、ナックルズを煽っておだて、自身も格闘技大会に出場するなど、お茶目でユーモアのある一面も見せる。

トパーズ（Topaz）

声優 - 疋田由香里
アニメオリジナルキャラクター。大統領直属の女エージェント。最初は仕事としてルージュの相棒となっていたが、次第に打ち解けて休日に一緒に行動し、ルージュが元の世界に帰る際に宝石をプレゼントされるなど、友情を深めていた。とあるきっかけで、タナカに好意を抱くようになる。

スカーレット・ガルシア（Scarlett Garcia）

声優 - 塩山由佳
アニメオリジナルキャラクター。32歳、167cm、58Kg。テレビ局SSTVの人気敏腕レポーターでジャーナリスト。

Dr.アツミ（Dr. Atsumi）

声優 - 佐原健二
アニメオリジナルキャラクター。65歳、180cm、72Kg、本名：アツミ・ジュン。世界のへそと言われている島の謎を調べる考古地球物理学者。

ホーク（Hawk）

声優 - 大西健晴
アニメオリジナルキャラクター。173cm、92Kg。

ティカル（Tikal）

声優 - 麻生かほ里
14歳、95cm、体重は不明。古のナックルズ族長の娘。

パチャカマ（Pachacamac）

声優 - 中嶋聡彦
ナックルズ族の権威拡大を目論む古のナックルズ族長。

プロフェッサー・ジェラルド・ロボトニック（Prof. Gerald Robotnik）

声優 - 大塚周夫
史上最高とうたわれた天才科学者で、Dr．エッグマンの祖父。170cm、88Kg。

マリア・ロボトニック（Maria Robotnik）

声優 - 白鳥由里
プロフェッサー・ジェラルドの孫娘で、Dr．エッグマンのいとこにあたる。12歳、140cm、32Kg。

ジェローム・ワイズ（Jerome Wise）

声優 - 服巻浩司
アニメオリジナルキャラクター。42歳、175cm、68Kg。元大統領補佐官。汚職がばれてクビになった。

クリスティーナ・クーパー（Christina Cooper）

声優 - 泉久実子
アニメオリジナルキャラクター。38歳、170cm、50Kg。現大統領補佐官。頭がよくて冷静。

ミランダ·カーティス（Miranda Curtis）

声優 - 陰山真寿美
アニメオリジナルキャラクター。32歳、173cm、59Kg。ネルソンの有能な秘書。

エマー・ジョンソン（Elmer Johnson）

声優 - 杉野博臣
アニメオリジナルキャラクター。62歳、185cm、92Kg。プロ野球チーム「ダイアモンズ」の名監督。

モリー（Molly）

声優 - 小島幸子
アニメオリジナルキャラクター。第2期に登場。シャドウが出会ったマリアと顔が似たレジスタンス軍の女性。ダークオークに一矢報いれる存在としてシャドウへ友好的に接しており、シャドウも彼なりのやり方で彼女を気をかけていたが、ダークオークの艦隊に戦闘機で捨て身の特攻攻撃を行い爆死する。海外版では最期のシーンがカットされ、生死不明扱いとなっている。

メタレックス

全員アニメオリジナルキャラクター。

ダークオーク（Dark Oak）

声優 - 中田譲治、（ルクス）小西克幸
身長：2.0m / 体重：270Kg
2期の黒幕で機械生命体「メタレックス」のリーダー。ソニックに対抗意識を抱かせるほど高い戦闘能力を持ち、スーパー化したソニックにすら痛手を負わすほど。刀を武器に戦う。ソニックを「光操つりし者」、「獣の勇者」と呼ぶ。彼の正体はコスモの同族であるコスモ族の男性のルクス。
かつて、侵略者（コスモ族からは、獣どもと呼んでいた）の存在を許せず宇宙の平和の為ならどんな手段も選ばず、たとえ自分達の母星を犠牲にしてもかまわない合理的精神の持ち主。しかし、恋人のアーシアや他のコスモ族のことを愛していたのは本物である。
最終回で黒い球体（かつてコスモ族を滅ぼしたTHE ENDに酷似している）へと進化を遂げて暴走し、スーパーソニックもなすすべもなかったが、彼を止めようと立ち向かった力を解放したコスモと同化したことで暴走を止められ、最後はソニックドライバーで完全に消滅して倒された。そのおかげでソニックたちはダークオークを倒したものの、コスモは命を落とした。

レッド・パイン（Red Pine）

声優 - 大塚芳忠
機械生命体「メタレックス」の四天王の一人。大量のメタレックスを束ねてソニックたちをピンチに追い込む。

ペール・ベイリーフ（Pale Bay Leaf）

声優 - 小杉十郎太
機械生命体「メタレックス」の四天王の一人。ブラック同様に残忍な性格だが、自信過剰家なところがあり、その結果エッグマンの策略にまんまと引っかかってしまう。

ブラック・ナルキッソス（Black Narcissus）

声優 - 成田剣
機械生命体「メタレックス」の四天王の一人。残忍で冷酷な性格で、クリスたちを危険な目に遭わせたことから、ソニックを本気で怒らせ、ダークソニックに覚醒させる。

イエロー・ゼルコヴァ（Yellow Zelkova）

声優 - 斎藤志郎
機械生命体「メタレックス」の四天王の一人。かなりの怪力を持つが頭の回転は悪く、ナックルズをハリネズミと何度も間違える。

• 原案 - SEGA・ソニックチーム 『月刊コロコロコミック』『別冊コロコロコミック』掲載
• 企画 - SONIC Project
• スーパーバイザー - 西山彰則、前川司郎、飯塚隆
• エクゼクティブプロデューサー - 中裕司
• プロデューサー - 笹村武史、松元理人
• アソシエイトプロデューサー - 佐々木絵美
• ストーリーエディター - まさきひろ（第1期）、吉村清子（第2期）
• キャラクター原案 - 上川祐司
• キャラクターデザイン - 平山智
• メカキャラクターデザイン - 森木靖泰
• メカ作画監督 - 渡辺圭祐、亀垣一
• 美術監督 - 飯島由樹子
• 美術設定 - 大河内稔
• 色彩設計 - いわみみか
• 撮影監督 - 羽鳥歩
• CGディレクター - 永田武士
• 編集 - 長谷川久子
• ビデオ編集 - 東京現像所
• 音響監督 - 百瀬慶一（第1期）、三好慶一郎（第2期）
• 音響効果 - 高野寿夫
• 音楽 - 池頼広
• レコーディングエンジニア - 佐藤忠治
• 文芸担当 - 三木孝治
• 制作担当 - 宮本秀晃→（不在）
• アニメーションプロデューサー - 水沼健二
• アニメーション制作 - 東京ムービー
• 監督 - 亀垣一
• 製作 - テレビ東京、トムス・エンタテインメント

2期シリーズに分かれてはいるものの、話数はそのままカウントされている。欧米などでは第1話から第26話までが第1期、第27話から第52話までが第2期、そして第53話から第78話までを第3期という場合もあるが、日本では第53話以降が第2期となっている。また、第2期はテレビ東京系列では未放送だったため、国内初放送となった2020年1月6日からのキッズステーションでの放送日を記載している。

アイキャッチはキャラクターやメカの特徴が紹介される。

放送地域 放送局 放送期間 放送日時 系列 備考 関東広域圏 テレビ東京 2003年4月6日 - 2004年3月28日 日曜 8:30 - 9:00 テレビ東京系列 製作局 北海道 テレビ北海道 愛知県 テレビ愛知 大阪府 テレビ大阪 岡山県・香川県 テレビせとうち 福岡県 TVQ九州放送 青森県 青森朝日放送 水曜 16:00 - 16:30 テレビ朝日系列 宮城県 仙台放送 金曜 15:30 - 16:00 フジテレビ系列 静岡県 静岡放送 土曜 6:00 - 6:30 TBS系列 岐阜県 岐阜放送 火曜 19:30 - 20:00 独立局 滋賀県 びわ湖放送 月曜 7:30 - 8:00 奈良県 奈良テレビ 和歌山県 テレビ和歌山 日曜 8:00 - 8:30 長崎県 長崎国際テレビ 金曜 15:55 - 16:25 日本テレビ系列

第2期（第53話以降）は2005年に欧米などで放送されたが、日本のテレビ東京系列では放送されなかった。ビデオ・DVD版にも収録されなかったため、日本国内においての第2期は長らく未公開であった。

2009年8月6日より、東京ムービーONLINE（現：ムービースクエア）を始めとした動画配信サイトで、第2期を含めた日本語版全78話のweb配信が始まり、欧米での放送から4年の歳月を経て、日本国内で第2期を視聴することが可能となった。

2020年1月6日からのキッズステーションでの再放送は、全78話の国内初放送となった。

また、2020年3月27日頃より国内大手配信サイトのドコモ・アニメストアにて78話分の定額視聴が可能になるなど、順次国内での視聴環境は整いつつある。