長崎は、本作の対象を「小さな女の子向け」としながらも、「男の子が見ても面白い作品になっていると思います」とも語っている。また、本作には動物に変身する「アニマリアン牙組」という美形男性のグループが登場するが、これは動物園にいるようなさまざまな種類の動物を登場させるという狙いとともに、「もっと大きなお姉さん」に向けたものでもあると述べている。『ASCII.jp』の記事では、一部の「大きなお友達」と呼ばれる層の人気を得ていると紹介されている。
「魔法少女もの」を一度作ってみたいと考えていたという河森は、多数の作品が作られている当該ジャンルにおいて自分がやることの意味について考えているなかで、ふと「動物」をモチーフにすることを思いつき、動物の作画が困難であることから「人間が動物に変身する」というアイディアに至ったとしている。動物に興味を持つようになったのは生物や生態系などをテーマにした『地球少女アルジュナ』での取材経験がもとになっており、さらに異種生物とのコミュニケーションを描いた『マクロスF』での経験も踏まえ、人間とはまったく異なる感覚を持った動物の視点で人間社会を見るという、「魔法少女もの」としては従来にないコンセプトの作品を生み出せるのではないかと考えたことを語っている。企画の当初より関わっていたのは河森とキャラクターデザイン担当の相澤澄江の二人で、そこにプロデューサーより声をかけられたという長崎行男が加わり、河森とともに企画書と第3話までの話を作った。増井がその企画書を受け取り参加、シリーズ構成の松田恵里子が加わって全体のストーリーやテーマなどが決められていった。長崎は音響監督に加え、「裕木陽介」名義でシリーズ前半の構成と脚本を担当した。河森は「魔法少女もの」と表現しているが、本作における変身のメカニズムはファンタジー的な魔法ではなく、人工的に開発された装置により遺伝子内の特殊な因子を発現させ変身するというSF的な設定がなされている。主人公側の人間が動物と、その前段階として中間形態である3頭身の着ぐるみのような姿に変身するのが特徴で、河森はこの中間形態の着ぐるみモードを、「マクロスシリーズ」において自身がデザインを手がけた可変戦闘機の中間形態である「ガウォーク」にたとえている。本作の主人公は少女だが、クラスメイトの男子もメンバーの一員として変身を行うという特徴がある。また、羽鳥カノンという主人公たちをライバル視するキャラクターが設定されており、約10年ぶりにアニメ声優として復帰した丹下桜が声を担当している。丹下は、本作品の表のテーマは探偵団の活躍劇、裏のテーマはカノンの成長物語であると増井に言われていたことを自身のブログで明かしている。環境問題もテーマに含まれている。日本動画協会と西武鉄道が制作した子供向けの環境パンフレット『アニッコ vol.7』では、本作のキャラクターが採用された。タイトル『あにゃまる探偵 キルミンずぅ』の「あにゃまる探偵」は相澤澄江、「キルミン」は河森、「ずぅ」は増井の考案によるもの。「キルミン」という単語は「着ぐるみ」と「テルミン」をあわせたもので、河森はもともとテルミンのようなもので変身するというアイディアを持っていたと語っている。
『エクゼ』シリーズ自体が他のシリーズと繋がっていないが、これまでのシリーズとは全くの別人としてワイリーが登場する。ネットワーク犯罪を行う悪の組織・WWW（ワールドスリー）の首領であり、デザインなどはこれまでのシリーズを踏襲しているがモノクルを着用しているなどの差異もある。元々はニホン国の科学省に所属する科学者であり、ロボット工学の権威である天才科学者である。かつてはその才知を社会発展に使うことを何よりも誇りとし、人格的にも優れていた、科学者の鏡ともいえる存在であった。同シリーズの主人公・光熱斗の祖父である科学者・光正博士（劇中ではすでに故人。『エクゼ』シリーズにおけるライト博士で、名前はライト〈Light：英語で「光」〉を日本語にしたもの）とは親友同士であり、彼と共に同作のネットワーク社会の基礎を築き上げた（ロボット工学者ゆえにコンピュータやプログラムなどの電子工学にも非常に長けていた）。だがしかし、それによってニホンおよび世界はネットワーク開発に力を入れるようになり、ワイリーは研究の場を失ってしまう。自分を追いやったネットワーク社会を恨み、失意の中で新たな活動の場を求めていた中、大国アメロッパ（アメリカに相当する国家）の軍から軍事ロボットの開発を行うことを依頼されて、そこで出会った軍人であるバレルの父と親友になる。彼との交流で心は癒され、徐々に憎しみは緩和されていったものの、バレルの父の戦死によって抑えられていた憎しみが爆発、WWWを結成して、ネットワーク社会の破滅を目論み始めた。社会への憎しみからほとんどの作品で終始悪に徹しているものの、心の奥底ではまだ優しさや良心を失っておらず、非情になりきれない行動や人類へ希望を捨てきっていない様子が各所で見られて、父親を失ったバレルの父代わりとなって愛情を持って育て、彼からは深く敬愛されていた。同時に人格者の面も失っておらず、部下からの人望も非常に厚く、ゆえに優れた人材が彼の下に集まっていた。最終作『エグゼ6』の最後にて、野望が潰えると共に優しさがまだ残っていることを指摘されて善へと帰還し、同時にようやく憎しみから解放されて改心することができた。その後は、再び社会貢献のために研究を始め、ネットワーク社会の更なる発展に大きく寄与した。本編シリーズとは異なり家族の存在が判明しており、『エグゼ4』および『エグゼ5』に登場する悪の科学者・Dr.リーガルは実の息子である。リーガルはワイリーが悪に堕ちたのをきっかけに父を嫌い始め、父を捻じ曲げたとして彼もまたネットワーク社会を憎むようになってしまっていた。ワイリーはそれを「自分が原因でリーガルの道を誤らせた」と悔やんでおり、最終的にバレルなどの協力でリーガルを救い、記憶喪失になった一科学者という形で善の道に正している。