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En una noche de tormenta eléctrica en la Aldea Pingüino, el genio científico Sembe Norimaki se encontraba en su laboratorio trabajando en su creación máxima: el robot Arale, un androide con forma femenina cuya principal función sería servirle. Sin embargo, al momento de finalizar con el trabajo, un relámpago alcanzó su casa y el experimento sufrió modificaciones muy fuertes: el robot que originalmente tendría la forma de una bella mujer adulta se ha transformado en un robot con cuerpo de niña miope que desconoce las directivas que debían de estar almacenadas en su memoria. El científico le explica la situación y le da unos lentes para ver mejor mientras va a comprarle ropa y planea lo que va hacer con ella. Pensando en lo penoso que seria confesar que fue el creador de un robot que él considera defectuoso, decide ocultar que es un robot y la hace pasar como su hermana menor.

	Arale Norimaki. Robot creado por Sembe Norimaki, tiene una fortaleza sobrehumana y sólo piensa en jugar. Su inconsciencia pone en peligro en muchas ocasiones a Sembe y a los demás. Tiene el extraño gusto de jugar con los excrementos que encuentra en la calle.		Sembe Norimaki. Un genio científico que constantemente inventa artefactos como naves espaciales, robots, máquinas para viajar en el tiempo y a Arale. Para evitar llamar la atención, oculta que Arale es un robot y la hace pasar como su hermana menor.
	Midori Yamakubi. Profesora de Arale, por mucho tiempo fue cortejada por Sembe hasta que se casó con él. En el episodio donde Goku buscaba las esferas del dragón se reveló que su mayor deseo en la vida es comer una rica sandía.		Gachan. Un pequeño niño con alas y antenas que le permiten disparar rayos. Fue encontrado por Arale y Sembe mientras hacían un viaje por el tiempo. Tiene un apetito voraz, come absolutamente todo lo que se le ponga enfrente y le gusta mucho jugar con Arale.
	Obochaman. Originalmente era el Hombre Caramelo No. 4, un robot hecho por Mashirito para destruir a Arale, pero terminó enamorandose de ella y decidio independizarse de Mashirito al saber sus verdaderos planes, cambiándose el nombre al de Obochaman.		Rey Risitas. Un extraterrestre que inicialmente vino a conquistar la Tierra, pero al enfrentarse con Arale perdió su nave, quedándose varado en este planeta. Después de eso, tuvo que buscarse un medio de subsistencia vendiendo comida y otras cosas en compañia de su asistente.
	Dr. Mashirito. Un científico que quiere dominar el mundo y que comprende que no podrá hacerlo en tanto Sembe y Arale vivan, por lo que continuamente diseña esquemas para eliminarlos que nunca tienen éxito.		Akane Kimidori. Compañera de clases de Arale, le gusta hacer mucho hacer bromas y es muy creativa para ello. En una ocasión se disfrazó de la profesora Midori para burlarse de Sembe.
	Taro Soramame. Hermano mayor de Piske, su mayor participación en la serie fue cuando decide entrar al concurso del hombre más fuerte para intentar impresionar a una chica.		Piske Soramame. Hermano menor de Taro y compañero de escuela de Arale, Piske es de estatura corta y de carácter tímido. No le gustan los rábanos ni la leche.