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本作品には、ソフィーとハウルのキスシーンがある。これは宮崎駿作品では、『紅の豚』のポルコ＝ロッソとフィオのキスシーン以来の、まともな唇にするキスである。なお『未来少年コナン』『もののけ姫』にもキスシーンがあるが、『未来少年コナン』の場合は水中での人工呼吸、『もののけ姫』の場合は食べ物の口移しという前提の上にあるため、純粋なキスシーンは『紅の豚』『ハウルの動く城』のみである。他にもカブ・おばあちゃん・カルシファーとのキスもある。主人公である18歳の少女。3人姉妹の長女で、義母の経営する父親ゆずりの帽子屋でお針子として働いていた。家を出て働く妹とは違い引っ込み思案であり、自分の地味な容姿に劣等感を持っていた。荒地の魔女の呪いによって90歳の老婆にされ、ハウルの城で掃除婦として居座ることとなる。老婆にされたことによって自意識から解放され、積極的な性格となる。動く城で、ハウルと暮らすうちに彼に対して次第に恋愛感情を抱いていく。物語の後半で彼女は大きく変わる事になる。物語前半では黒に近い茶髪だったが、老婆にされてからは銀髪。以降、外見年齢に関わらずEDまで銀髪（ハウル曰く「星の光に染まっている」）のままである。これに魔法が影響しているのかどうかは映画では触れられていない。物語後半で、三つ編みにしていた彼女のおさげはカルシファーの魔法のエネルギーとして食べられるが、おさげを切り取られたことで、彼女の印象は大きく変わっている。絵コンテでもそのシーンで「ヒロインようやく登場」という書き込みがある。英語・フランス語・スペイン語の吹き替え版では、若いソフィーと老婆のソフィーとで、声優が異なっている。原作では3人姉妹の長女であるため、西洋のおとぎ話の伝統である「成功するのは末娘であり、長女は運試しをしてもうまくいかない」という迷信にとらわれているが、映画ではこの設定はあまり重視されていない。
街では「美女の心臓を食べてしまう」と噂される美形の魔法使い。サリマン曰く、素晴らしい才能を持つ魔法使いだが、子供っぽい（というより精神的に未成熟な）面が多い。当初は金髪に染めていたが、ソフィーの手違いで魔法が解け黒髪のままとなる。火の悪魔カルシファーと契約し魔力を強めている（心臓を渡している）戦場へ飛び立つ時は黒い巨大な鳥に似た魔物へ変じる。ジェンキンス、ペンドラゴンなどさまざまな偽名を使い分けながら暮らしているが、ソフィーが動く城にやってきた事で、変革を余儀なくされる。同じく魔法使いの叔父がいたらしいが、既に亡くなっている模様。原作では、異世界に別な家族を持つが映画には登場しない。また性格がより一層つかみどころが無い。戦争が続き、このまま強い魔法を使い続けると「元に戻れなくなる」「魔王になる」危険性があったと、物語では語られている。
50年前に悪魔と契約した事からサリマンによって王室を追放された魔女。ゴム状（粘液状）の黒い人形を使い魔とする。体型の割には小さい輿に乗って移動する。若さ、美しさと、ハウルの心臓に執着し、追放された事からサリマンを恨んでいる。後にサリマンに全ての魔力を奪われ実年齢の痴呆症状の始まったような老婆に戻ってしまい、成り行きから動く城に住む事になる。それ以降ソフィー達には「おばあちゃん」と呼ばれている。荒地の魔女と言われ恐れられてはいたが、自分で掛けた呪いを解くことが出来ないなどその実力はいかほどなものなのかは不明。物語当初は悪役というイメージがあるが、完全に人の心がないという訳でもない。原作では完全な悪役であり、かなりの美人という設定だが、映画ではかなり肥満な体型である。サリマンから送られた煙草を吸っている時だけはかつての自分を取り戻し、「あらハウル、久しぶりね」と語っていた。
火の悪魔。ハウル自身と"
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"に魔力を供給しており、ハウルとの契約が他人に見抜かれるまではその束縛がとかれることは無い。水に弱く、食べ物（燃やすもの）が無くなると消えてしまう（同時にハウルも死ぬ）。食べるものによって発揮できる魔力の量や質が異なり、相性の良い人物のもの（例：ソフィーの髪など）を食べることで一気に大きな魔力を生み出すことができる。また心臓や片目を捧げれば正式な"契約"を結ぶことができる。ソフィーに「時間がないので早く契約の秘密を解いてほしい」とハウルらに内緒で頼んでいた。子供っぽくお人好しな性格のためか、調子に乗りやすい。原作では青い炎という風に描かれている点を除き、映画と原作でほとんど違いはない。
ハウルの弟子で、外見は8〜10歳程度の少年。外出時や、呪いを売ったり人の相手をする時は、魔法のフードをかぶって老人に変装する。当初は背伸びをしたような性格だったが、ソフィーに懐いていくうちに、子供っぽい（＝年齢相応な）性格となっていく。イモが嫌いで、魚もあまり好きではないようである。また、何らかの事情により自室に入られるのを拒む。原作ではマイケルという15歳の少年だった。
ソフィーの妹で三姉妹の次女。街の中心部に位置するカフェ・チェザーリで働く看板娘。明るい性格で街中の男や兵士に人気がある。
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だからと言う固定観念にとらわれているソフィーをいつも心配している。原作を読むと実は彼女は三女のマーサなのでは？と思えるが、原作のマーサのキャラクターを、映画ではレティーに当てている感じである。三女マーサは映画には登場せず、ソフィーが送ってもらった農夫に言ったと思われる「中折れ谷に末の妹がいる」というセリフのみで存在は不明。また、「マーサ」の名も「ハウルに心臓を食べられた女の子」という噂話の中に登場するのみで、姉妹との関連も不明。
ソフィーの義母。帽子店の経営者だが、店に出てくる事はほとんどなく、いつも出掛けている。ソフィーが呪いを掛けられ家を出て行った後、店を畳み資産家の男性と再婚している。元帽子店を新しい住処に戻ってきたソフィーと再会し、老婆になったソフィーを受け入れ抱きしめるが、サリマンの差し金だった様子（申し訳なく思っているようだが）。原作では、ソフィーを働き漬けにし自分は遊び歩いているとマーサに悪口を言われていたが、けして愛情のない女性ではない。
『博士の愛した数式』（はかせのあいしたすうしき）は、小川洋子の小説（ISBN 4-10-401303-X）である。
2003年8月新潮社刊。第1回本屋大賞および第55回読売文学賞受賞。
交通事故による脳の損傷で記憶が80分しか持続しなくなってしまった元数学者「博士」と、博士の新しい家政婦である「私」とその息子「ルート」の心のふれあいを、美しい数式と共に描いた作品。
本屋大賞受賞、2006年1月の映画化の影響をうけ、2005年12月に文庫化（ISBN 4-10-121523-5）されるやいなや新潮文庫では史上最速の2ヶ月で100万部を突破した。
数学者エルデシュを描いた『放浪の天才数学者エルデシュ』（原題は「数字だけを愛した男」、ISBN 4-79-420950-9）が参考文献として挙げられており、エルデシュは「博士」のモデルと言われることもある。
家政婦紹介組合から『私』が派遣された先は、80分しか記憶が持たない元数学者「博士」の家だった。こよなく数学を愛し、他に全く興味を示さない博士に、「私」は少なからず困惑する。ある日、「私」に10歳の息子がいることを知った博士は、幼い子供が独りぼっちで母親の帰りを待っていることに居たたまれなくなり、次の日からは息子を連れてくるようにと言う。次の日連れてきた「私」の息子の頭を撫でながら、博士は彼を「ルート」と名付け、その日から3人の日々は温かさに満ちたものに変わってゆく…。
64歳。数学（整数論）専門の元大学教授。数学と子供と阪神タイガース（特に博士が事故に遭った当時、阪神の選手だった江夏豊投手（背番号は2番目に小さい完全数である28））をこよなく愛している。47歳のときに巻き込まれた交通事故により、新しい記憶が80分しか持続しないようになってしまった。大切なことを記したメモ用紙を体中につけている。書斎のクッキー缶の中に､野球カードや思い出の写真等をしまっている。他者と接することが苦手で、何を話して良いか分からなくなったとき、言葉のかわりに数字を持ち出すのが癖。特技は､文章や単語を逆さまから読むことと､一番星を見つけること。ニンジンが嫌い。