デクスターズラボ
声:喜田あゆ美/英:クリスティーン・カヴァナー→キャンディ・ミロ
本作の主人公。頭脳明晰で野心家の天才少年で、幾分ながら虚栄心の高い面を見せている。小学生にして時代の先を行く科学知識・工学知識を有する。自宅の地下に巨大な秘密のラボラトリーを所有しそこで日夜研究をしている。ラボや発明品は頻繁に姉のディディに破壊される。どんな問題でも自らの発明品で解決してしまうが、欠陥品だったりドジを踏んで失敗する事も多い。また、一般常識に疎いところがあり、その方面では間違った知識や価値観を持ってしまっている。
普段から白衣と黒いブーツ・紫のグローブを着用。スポーツ嫌いで身長が小さい事を気にしている。喋り方が特徴的。その天才ゆえ時々クラスメイトに嫉妬されるが、ダグラスという唯一の親友がいる。
スーパーヒーローのグローリー少佐とアクションスターのアクションハンクの大ファンで、グローリー少佐のパートナーを選ぶオーディションやアクションハンクのファンクラブに入会した事もあった。
彼のラボにはサルのモンキーがいて、後述するスーパーモンキーに変身して活動しているが、その事実は秘密にされており、デクスター自身もこのことに気付いていない。
声:山門久美/英:キャス・スーシー
デクスター、ディディの母。極度の潔癖症でパパにもらった黄色いゴム手袋とエプロンを常に着用している。パパ同様デクスターのラボの存在には一切気づいていない。やや天然気味の心優しい温厚な性格だが、怒らせるととても怖い。「戦え!デクスター一家」においてはデクスター発明のスーパーロボに驚きつつも発電した電力に対し「余ったら家で使いましょう」と提案する冷静かつ堅実な面を見せた。
声:佐藤ゆうこ / 英:キャス・スーシー
デクスターのラボのメインコンピューター。ラボの管理や制御を統括しており、デクスターの指示に従って様々な設備をコントロールし、実験の補助からラボのセキュリティ及びメンテナンス、ラボ内の清掃、デクスターの身の回りの世話まで一手に担う。
機械でありながら人間と同様の感情を持ち、時に助手、時に恋人と、デクスターとは親密な関係を築いているが一度だけデクスターを諭す形で叱責したことがあり、対する彼が全く聞き入れない事やその際に飲食物を要求したことに怒って光線を放ち、彼をサンドイッチに変えてしまっている。
天才少年デクスターを中心に、彼の姉ディディや両親、ライバルのマンダークらとともに繰り広げられるドタバタコメディ。1話完結方式で通常30分枠に2 - 3話放送する。
ゲンディ・タルタコフスキー(Genndy Tartakovsky)が原作およびシーズン2までの総監督を務めたが、彼は『サムライジャック』の制作に移行するために降板し、シーズン3以降はクリス・サヴィーノが監督を務めた。
アメリカでは、シーズン2まではハンナ・バーベラ・プロダクションで、シーズン3以降はカートゥーン ネットワーク・スタジオで製作された。日本では1998年10月より放映開始。
劇場版として制作された長編『デクスターズラボ エゴトリップ』(Dexter's Laboratory: Ego Trip)も存在する。日本では劇場未公開だが、カートゥーン ネットワーク内のシアター枠で時々放送される。また、2002年に公開された『パワーパフガールズ』の劇場版『パワーパフガールズ・ザ・ムービー』において、本編前に短編「ニワトリ男の恐怖」が併映作品として上映された。
2013年1月22日に、未放送エピソード『ルード・リムーバル(英語版)』の英語版がアダルトスイムの公式YouTubeチャンネルで公開されたが、数日後に動画は削除された。