特記の無いものは、KAエスマ文庫公式サイトでの記述やテレビアニメ版公式サイトでの記述による。

原作から登場するキャラクター

一条 晴彦（いちじょう はるひこ）

声 - 下野紘、南央美（少年時）
身長171cm、血液型B型、誕生日1月7日
本作の主人公。ホセア学院高等部1年。部屋の壁が本棚だらけなど、無類の本好きで雑学が得意。しかし、ファントムとの戦闘には無関係な知識ばかりで、舞から「残念知識の持ち主」と酷評されている。しかも運動神経がまったくといっていいほどなく、少し走っただけで息切れを起こすなど体力もない。
舞とは入学早々に姫野アリスからの顧問命令で強制的に組まされた不本意なものだが、体力と運動神経の無さから、舞に度々どやされ、挙句には玲奈の加入で不要と断じられるなど、ぞんざいに扱われている。後に見切りをつけるべく小糸にチームを組むことを頼み、了承されている。
スケッチブックを使ってファントムを封印・召喚する能力の持ち主。

川神 舞（かわかみ まい）

声 - 上坂すみれ
身長168cm、血液型O型、誕生日10月14日
本作のヒロインの1人。晴彦が所属する脳機能エラー対策室、チームEのリーダー。ホセア学院高等部2年。サイドテールの髪型、巨乳、そして左右にある泣きボクロが特徴のクォーター。考えるより先に行動する体育会系であり、父親に習った中華拳法に「五行の氣」を纏わせた近接戦闘が得意。巨乳は服の上からでも分かるほどの90cm超えであり、初めてブラジャーを着けたのが小学5年の頃である。また、幼少期からヤンチャで、当時は人型のファントム2体（声 - 千菅春香、下地紫野）を相手にプロレス技をかけて（しかも不意打ちを仕掛けて）遊ぶほどだった。
チームEとなるまでは、あらゆる作戦を自分の独断専行でぶち壊しにしており、それによって生じた失敗を責任転嫁する身勝手さと粗暴さから多くのメンバーが泣かされ、遂にはチームを組むことをメンバー全員から拒否されるに至る。そして、顧問命令によって晴彦とコンビを強制的に組まされ、チームEを結成する羽目になるが、自分の足を引っ張る晴彦を邪魔としか思っておらず、玲奈の加入で不要と断じたほど。後に晴彦が意趣返しとばかりに小糸とチームを組んだ時には「あんたとは口きかない」と言い切っている（直後に玲奈にたしなめられたが）。

和泉 玲奈（いずみ れいな）

声 - 早見沙織
身長157cm、血液型A型、誕生日3月3日
本作のヒロインの1人。ホセア学院への編入生。晴彦と同学年。お嬢様のような見た目とは裏腹に大食らい。大口を開けてファントムを「食べる」ことでファントムを封印できるという、「ファントム・イーター」の能力を持つ。しかし何でも食べるというわけではなく、食べたくないものは食べたくない。また、晴彦の怪我を治すなど、治癒能力も持っている。合気道を嗜んでいて、よく晴彦を「無礼者っ！」の台詞と同時に投げ飛ばしているが、それは条件反射的なモノで実際は「晴彦君」と親しげに呼ぶくらい仲が良い。両親が非常に厳格なため、暖かい家庭に憧れている。そこをファントムに付け込まれたことがある。姉が１人いるが厳しい家に嫌気がさし、家を出ている。

水無瀬 小糸（みなせ こいと）

声 - 内田真礼
身長162cm、血液型AB型、誕生日4月25日
本作のヒロインの1人。赤髪とヘッドホンが特徴の少女。本編開始以前から強い能力者であり、ファントムも単独で倒してきた。音を使った攻撃が得意であるが、それゆえにファントムに無効化される場合も多い。脳機能エラー対策室には所属せず、防衛省直属の「対ファントム要員」の候補生として単独行動をしているが、最近ではチームEと共に行動することも多い。それと同時に、仇のファントムを討つ時にずっと一緒に居てくれた晴彦には深い恩義を感じており、後に彼からチームを組むことを頼まれ、即座に了承したことから、晴彦に対しては意外とまんざらではないらしい。

諸橋 翔介（もろはし しょうすけ）

声 - 阪口大助
身長173cm、血液型A型、誕生日6月19日
晴彦のクラスメイトの少年。炎を操る能力者。先輩の男子生徒2人と共に3人チームで活動している。

姫野 アリス（ひめの アリス）

声 - 井上喜久子
身長164cm、血液型B型、誕生日5月2日
ホセア学院の「脳機能エラー対策室」の顧問を務めている女性。周囲からは「リス」と呼ばれている。
穏やかな性格だが、舞と組むよう入学早々の晴彦を騙した上で顧問命令として強制するなど、腹の底が読めない女性。

瑠波（ルーパ）

「特異能力者襲撃事件」の犯人で、高レベルのファントム。人間の脳内情報を奪い、特異能力者はその能力まで奪われる。脳内情報を奪われるとその人は消滅し、他人からもその人に関する記憶が消滅する。普段の容姿は舞を洋風にした感じであるが、容姿はさまざまな人間のそれに変化させることができる。
テレビアニメ版では「エニグマ」として登場。詳細は#アニメオリジナルキャラクターを参照。

華島 冬湖（かしま とうこ）

日本で初めての「能力者」とされ、「最初に見出されし子」と称される。幼少期から卓越した才能を持ち、3歳時の知能指数は195とされている。すべての能力を使えるとされており、「彼」と呼ばれる謎の存在と精神交流しているとされるが、「彼」の存在には諸説ある。現在は阿頼耶識社のトップに就任している。

常羽 りーら（ときわ りーら）

ホセア学院中等部に所属する少女。自身と他人の傷を治療する「自己再生・治癒能力」を持つ「特異能力者」。それゆえ、「アンデッド・ドーター」（不死身の娘）という異名を持つ。「人」の心を失いかけた晴彦の「エロスの鬼教官」を自称するが、すぐに服を脱ぎたがるのが欠点で、舞から「女子晴彦」という異名も付けられる。

深山 桜（みやま さくら）

ホセア学院高等部に所属し、晴彦たちとは同級生。茶色縁の眼鏡を掛けている。翔介からのプロポーズで付き合うことになる。能力の有無は不明。

綿弓 祈（わたゆみ いのり）

ヨベル学園に通う高校生で、ダンスのステップでファントムを召喚するという、珍しい「先天的召喚能力者」である。召喚できるファントムは12種に及び、ヨベル学園でも最強の能力者である。元々ダンスをやっていたが、同じステージで見た小糸の歌声に圧倒され、「自分にはセンスが無い」として辞めた。晴彦とは何かしらの関係がある。

川神 鳴（かわかみ めい）

舞の妹でイギリス生活が長かった帰国子女。イギリス仕込みの「魔女術」を操り、ファントムと戦う。特異能力者ではないが、防衛省が「特異能力者の亜種」としたことや姉のこともあり、脳機能エラー対策室に所属している。スタイルは姉とは正反対で、本人はことあるごとに「胸成分が欲しい」と言っている。日本語は片言。

皇義 千聖（すめらぎ ちあき）

巨大財閥「皇義グループ」の一人娘。高校の課程はすでに終えているが、「庶民の生活を知るため」と両親に強制されてヨベル学園に通わされることになった。和歌を口ずさむ癖がある。玲奈の祖父の「和泉グループ」と玲奈を目の敵にしている。

美旅 楓（みたび かえで）

防衛省直属で、成人特異能力者により構成される「対ファントム要員」の指揮官を務める女性。自身も、ファントムに対して銃弾を浴びせることができる特異能力者である。第2巻から登場し、そのときは姓が不明だったが、第3巻でフルネームが判明した。

アニメオリジナルキャラクター

ルル

声 - 田所あずさ
妖精のように小さく、少女の姿をしたファントム。晴彦の相方的存在であり、にぎやかな性格で彼に付き添う。悪さをしないので退治されずに済んでおり、ホセア学院内でも皆から親しまれている。本名は、「ルルラルリ・ルララリララ・ルルリリラリ・リララルルララ・ルルララリラリ」を自称している。
実は晴彦の抑圧された奔放な性格が実体化して生まれたため、エニグマに晴彦の能力が奪われていた間は普段から一転し、おしとやかな性格となっていた。容姿のモデルは晴彦が初めて夢中になった本に登場するキャラクター。

熊枕 久瑠美（くままくら くるみ）

声 - 久野美咲
身長132cm、血液型A型、誕生日9月3日
気弱で内気な性格の女子小学生。ホセア学院初等部4年。登校途中に偶然舞とファントムの戦闘を見て以来、彼女たちのファンになる。クマが大好き。水玉模様のクマのぬいぐるみ「アルブレヒト」を持ち歩いており、話し相手にしている。「ドールマスター」の能力者であり、「アルブレヒト」に戦ってもらう。

アルブレヒト

声 - 置鮎龍太郎
久瑠美がいつも持ち歩いているクマのぬいぐるみ。久瑠美の特異能力によって巨大化し、大型のファントムと格闘できる。また、小型でも自力で活動できる。久瑠美の脳内妄想が生み出したぬいぐるみ王国では、姫となった彼女の家来として働いていた。

ビーチエンジェルズ

脳機能エラー対策室に属しており、晴彦たちの先輩に当たる女子生徒3人。名前は3人とも不明。金髪で巨乳のお嬢様系、短髪の体育会系、ロングヘアーのお淑やか系（声 - 南央美）の3人とも、水属性の能力を使える。

エニグマ

声 - 中原麻衣
阿頼耶識社が極秘に研究していた人造ファントムであり、原作での瑠波に相当する。ファントムとしての姿は、黒髪の妖艶な美女となっている。特異能力者の能力を奪うが、奪われた者が消滅することは無い。また、人間の精神と実体を乗っ取ることが可能である。
すべてのファントムと人間を従えさせようと能力者を襲い、晴彦の母親（声 - 中原麻衣）の身体を乗っ取って彼の能力も奪うが、舞たちの尽力で能力を取り戻した晴彦によって封印される。

• 秦野宗一郎（著） / しらび（イラスト） 『無彩限のファントム・ワールド』 京都アニメーション〈KAエスマ文庫〉、全3巻
• 2013年12月20日発売、ISBN 978-4-907064-13-6
• 2015年10月30日発売、ISBN 978-4-907064-34-1
• 2016年2月17日発売、ISBN 978-4-907064-45-7
• 2016年2月11日に発売予定だったが、修正のため2月17日に延期となった。

• 2016年2月11日に発売予定だったが、修正のため2月17日に延期となった。

2016年1月から同年3月まで、朝日放送・TOKYO MX・テレビ愛知・BS11にて放送された。全13話。原作の第1巻序盤にアニメオリジナル要素を盛り込んでシリアス要素を控え、後述の男性向け要素やコメディー要素に注力した内容となっている。なお、同年10月5日発売のBD/DVD第7巻にはテレビ未放送のOVAが収録されるが、その内容は男性向け要素やコメディー要素をさらに盛り込んだものであることが、第13話のテレビ放送時のTVCMで明かされている。

アバンでは、晴彦とルルによるコミカルな前説がほぼ毎回行われる。次回予告は、朝日放送での放送終了後の毎週木曜日にYouTubeを介した公式サイトでのネット配信という形式を取っており、テレビ放送はされていない。

アニメーション制作を担当する京都アニメーションは男性への性的な視聴者サービス（いわゆる女体の艶めかしい描写）を抑えた作風で知られるが、本作についてはそれに注力した内容となっており、特に乳揺れについては放送開始前に公開されたPVやTVCMの時点から豊富に盛り込まれ、注目を集めている。アニメイトTVが実施した「2016冬アニメ放送直前！ みんなが何を観るかが分かった！」でも、総合で18位、男性で6位、世代別の調査では40代の男性で『赤髪の白雪姫』（第2期）と並ぶ3位をそれぞれ記録するなど、男性による注目を証明する評価となった。

2015年12月24日には丸の内ピカデリーにて第1話の先行上映会が開催され、監督の石原立也や主要声優陣が登壇した。その壇上で、石原は本作の制作に際して「あまり小難しくも湿っぽくもならない楽しい作品にしたい」旨を語ったうえで女体（特に舞のような巨乳）へのこだわりを語り、観客の爆笑を誘っている。また、第1話の放送後には舞がリンボーダンスに挑むセクシーシーンを中心としてインターネット上で話題になったが、石原はMANTANWEBのインタビューに「シリアスよりもコメディーが好き」旨を前置きしたうえで「本作は中高生の男の子が読む漫画雑誌のような少しお色気もあるイメージ」である旨を語っているほか、ルルをはじめとするアニメオリジナルキャラクターを登場させたことについては、「1クールでメインキャラクターが3、4人というのは少ない」からである旨を語っている。ただ、学園バトル要素については「他の作品と違った見せ方ができていないのかもしれず、視聴者が興味があることも限られている」旨を語っている。

2016年7月10日には、舞浜アンフィシアターにて主要声優陣やオープニング歌手のSCREEN modeらが登壇するスペシャルイベントが開催された。