物語の中心となるのは、ミネソタからサンフランシスコへ引っ越してきた少女ライリー・アンダーソンの頭の中にある「司令部」です。彼女の誕生とともに生まれ、日々の体験を記憶のボール（思い出ボール）として管理してきた基本の5つの感情キャラクターをご紹介します。
■ ヨロコビ（Joy）
ライリーが生まれた瞬間に最初に誕生した感情のリーダー格。常にポジティブでエネルギッシュであり、「ライリーをいつでも幸せにする」ことを自らの使命としています。司令部を引っ張る頼もしい存在である一方、初期はネガティブな感情を排除しようとするあまり、ライリーの自然な悲しみを抑え込んでしまう危うさも抱えていました。
■ カナシミ（Sadness）
青い身体に大きなメガネ、タートルネックが特徴の感情。何をやっても物事を悲観的に捉えてしまい、触れた記憶ボールを青色（悲しみの記憶）に変えてしまうため、当初はヨロコビから敬遠されがちでした。しかし物語が進むにつれ、悲しみを受け入れることこそが他者からの共感や慰めを引き出し、心の回復を促す重要な感情であることが証明されます。
■ イカリ（Anger）
怒りを司る赤い四角いキャラクター。物事が不公平に進んだり、理不尽な扱いを受けたりすると頭から激しい炎を吹き上げます。短気で頑固な性格ですが、ライリーの権利を守り、自己主張を通すための強いエネルギー源として機能します。
■ ムカムカ（Disgust）
緑色のファッショナブルな姿をした感情。身体的・社会的な「毒」からライリーを守る役割を担っています。ブロッコリーなどの苦手な食べ物への拒絶反応から、学校生活における人間関係でのダサい行動の回避まで、プライドとセンスを保つために司令部で目を光らせています。
■ ビビリ（Fear）
細身で紫色の身体をした感情。ライリーに迫る危険をいち早く察知し、安全を確保するための防衛センサーです。些細なことにも過剰に怯えてパニックに陥りやすい傾向がありますが、ライリーが命の危険を避けて生き延びるために欠かせない本能を担っています。
