劇中では、体内の細胞がもつ様々な機能が職業や技能として表現されており、個々の細胞はその職種に所属する人物として描写されている。同種の細胞でも外見や性格は違い、特に赤血球と好中球には個別の識別番号も存在する。登場キャラクターとして明確に区別されている個体についても個別に記述する。
血球・免疫細胞・一般細胞以外はほとんどが単発登場のゲストキャラクターである。
「声」はテレビアニメ版における担当声優。
細胞.
免疫細胞.
好中球以外の免疫細胞（血球系の細胞を含む）について記載する。
その他の細胞・体内器官.
以下の中には、アニメのエンディングクレジットで細胞の種類が明かされたものも存在する。
読切『細胞の話』.
『細胞の話』は、制作背景で述べたように、日本マンガ塾の卒業制作として描かれ、「少年シリウス新人賞」へ応募した読切漫画で、連載版である『はたらく細胞』のいわばプロトタイプとなった作品である。『はたらく細胞』とは、
など、いくらかの相違がある。
『細胞の話』のあらすじ.
とある人間の腎臓においてがん細胞が出現するが、免疫細胞たちは喧嘩とそれに伴うストライキを起こしており、まともな対応がとられていなかった。そんな折、腎臓への酸素運搬の仕事を抱える主人公の新米赤血球は、たまたま知り合った白血球（好中球）とともに腎臓に向かう。
平和が戻ったものの、この仕事の完了により白血球は寿命を迎え、分解されて新しい血球として生まれ変わることになり、赤血球は再会を約束して彼と別れる。後日、かつての白血球と似た姿の白血球と出会った赤血球は、彼と一緒に仕事へと向かう。
『細胞の話』のキャラクター.
ネフロン以外のキャラクターは本編でもやや形を変えて登場する。
スピンオフ漫画.
本作は原作者監修の下、多数のスピンオフ漫画が講談社の漫画雑誌各誌で連載されている。
世界観（舞台となる身体）は一部を除いて作品ごとにバラバラであり、メタ的な形以外で互いの作品（本編を含む）のキャラクターが共演することは無い。身体自体が別であることから細胞たちを取り巻く環境も全く異なり、連載誌ごとに対象とする読者の年齢・性別も違うため、描くテーマや作風も大きく異なっている。細胞知識解説の度合いも作品によりけりで、細胞たちが宿主の存在をどの程度認識しているかも異なる。