Дія відбувається в передмісті одного з звичайних міст США, де розташований будинок головного героя - Декстера. Декстер - маленький хлопчик-геній, який живе разом зі своєю сім'єю. Батько, Мати, сестра Ді-Ді і Декстер є головними героями мультсеріалу. Декстер, що народився феноменально розумним, спорудив таємну лабораторію неймовірних розмірів зі входом зі своєї кімнати, виходячи з цього, можна припустити, що більша частина його лабораторії розгорнута під землею (що доведено в одному з епізодів серіалу - Overlabbing). Найчастіше зав'язка епізоду починається саме в лабораторії хлопчика під час одного з експериментів і т. Д. Відбуваються кумедні і вражаючі ситуації, події та дотепна розв'язка. Слід зазначити, що лабораторія Декстера завжди залишається в секреті від оточуючих і сам її власник ретельно за цим стежить. Однак, його сестра в перший же день створення лабораторії дізнається про її існування і починає всіляко діставати свого брата розбиваючи, руйнуючи, висаджуючи все навколо, натискаючи на кнопки і прикрашаючи все в своєму улюбленому «дівочому» стилі. Таким чином, Декстер стикається з безліччю ситуацій різного характеру, які йому (і не тільки йому) доводиться так чи інакше вирішувати.
- Декстер - 5-річний - протагоніст. Відмінними його рисами є низький, майже карликовий зростання, слабкий зір і високий IQ, який більше 210. Декстер завжди носить білий халат, окуляри в товстій чорній оправі, фіолетові гумові рукавички і пару чорних черевиків (в рідкісних виняткових випадках змінює свій зовнішній вигляд) . Він молодший дитина в своїй сім'ї, як відомо з серіалу, його народження було особливим. Він народився надзвичайно страшним, з головою величезних розмірів. Спочатку його батько навіть засумнівався в «фізичної» повноцінності свого сина, але доктора довели йому протилежне і навіть позначили Декстера як «Клінічний Геній» і вручили йому окуляри. Відразу ж після народження Декстер починає робити винаходи, які на очах розбиває його сестриця. Це змушує його шукати все нові і нові місця для своїх захоплень і занять. Виявивши таємне і темне місце у себе в будинку, він негайно приступає до будівництва початкового комплексу своєї лабораторії. Незважаючи на свій вік, хлопчик створює феноменальні і неймовірні речі - системи телепортації, машину часу, клоніратори, суперкомп'ютер та т. Д. Кумиром і натхненником для Декстера є Альберт Ейнштейн, чиї портрети можна побачити на стіні кімнати Декстера і на дверцятах його шкільного шафки. Декстером завжди рухає бажання бути першим в сфері знань і науки, створювати і творити для того, щоб довести свою першість і зробити неможливе можливим. Часто, це призводить до непередбачених наслідків, особливо коли в справу втручається його сестра (іноді Декстеру доводиться використовувати свої технології для ліквідації дій своєї сестри, що призводить до кумедних і часто комічним наслідків і розв'язок). Не любить залишати будинок без крайніх причин (хіба що якщо треба йти в школу або батьки змушують покинути будинок з якоїсь іншої причини). Декстер відмінно вчиться в школі, але завжди прогулює фізкультуру і створює в своїй лабораторії батьківські записки для того, щоб в черговий раз втекти з абсолютно непотрібного для нього уроку назад в свою лабораторію або ж в бібліотеку, де він - Декстер завжди на дошці пошани і завжди перший з перших. Разом з величезними знаннями і геніальністю по сусідству живе набір маленьких вад, які часто вплутує головного героя в безліч пригод (але і не менше пригод йому підносить його сестра), проте слід зауважити, що Декстер є позитивним персонажем, який просто має свої особливості і не пошкодує навіть своєї лабораторії для порятунку землі і людства, для допомоги своїй сім'ї, навіть для допомоги своїй сестрі, якщо виникає така необхідність.
- Ді-Ді - 11-річна дівчинка, старша сестра Декстера. Весела, ввічлива, везуча і дуже дурна. Носить тільки рожевий одяг. Ді-Ді дуже любить іграшки, єдинорогів, поні та інших коней, любить танцювати, веселиться всякими способами, проводити час зі своїми подругами Лі-Лі і Мі-Мі, кататися на ковзанах і велосипеді, а особливо грати в лабораторії свого брата з'являючись там майже весь час - руйнуючи в пориві танцю його техніку, натискаючи на всі кнопки, підкрадаючись до працюючого Декстеру зі словами «Привіт, Декстер!», від чого той впадає в лють. Ді-Ді є повною протилежністю Декстеру, вона відрізняється не тільки зовні, але і інтелектом і поведінкою. На відміну від брата, у неї буквально порожня і нічим не зайнята голова. Вона не займається вирішенням проблем теорії відносності і створенням універсальних джерел енергії, а завжди весело проводить час, в русі і на вулиці, на відміну від її брата, який боїться залишати будинок без крайніх причин (хіба що якщо треба йти в школу або батьки змушують покинути будинок з якоїсь іншої причини). Але такі відмінності і часті протиріччя не заважають Ді-Ді та її брату частенько шукати вирішення поточних проблем разом і допомагати один одному.
- Папа - також є одним з головних героїв серіалу. Про його минуле відомо, що він був не найрозумнішим, кмітливим і чистою людиною. Його знайомство з майбутньою матір'ю сімейства пов'язано з її страхом до бруду і мікробів (вони знайомляться в психіатричній клініці, де він був у якості асистента, а вона пацієнтом на курсі реабілітації та ресоціалізації). Батько сімейства вважає за краще проводити час в «класичному» батьківському жанрі: переглядає телевізор (особливо спортивні репортажі), читає газети, спить на дивані, грає в гольф. Робота батька Декстера в деталях невідома, проте в одній з серій є відомості, що батько Декстера працює каскадером і відмінно володіє їздою на мотоциклі (і взагалі зневажає небезпеку). Папа Декстера є добувачем грошей для сім'ї, але не більше. Абсолютно не вміє нічого робити по дому і залишає це в руки своїй дружині.
- Мама - головна героїня серіалу поряд з татом, Декстером і Ді-Ді. У минулому приваблива, спокійна і кмітлива жінка, з набором психологічних труднощів у спілкуванні зі світом і його мешканцями, схиблена на чистоті і гігієну. Вона знайомиться з майбутнім чоловіком (абсолютною протилежністю до її звичок) в клініці на прийомі у психотерапевта, до якого звернулася в надії знайти спільну мову зі своїми проблемами і труднощами. Мама робить все справи по дому, вся побутова частина життя сім'ї Декстера буквально стоїть на її плечах, це вона все миє, пере, чистить, купує, прибирає, готує, зашиває і упорядковує. Відсутність її діяльності вносить хаос і сум'яття в життя сімейства. Мама, не дивлячись на складність своє роботи, її любить і не довірить нікому (бо все ще дружить зі своєю пристрастю до чистоти і ненавистю до бруду). В образ мами сім'ї Декстера міцно вписалися її жовті латексні рукавички - вірні супутники в боротьбі з пилом і безладом, рознощики чистоти і всіх інших благ. Мама має образ жінки-домогосподарки, найімовірніше, що вона не працює, на відміну від її чоловіка.
- Мендарк - ключовий антагоніст серіалу і головний противник Декстера. Мендарк зовні трохи схожий на Декстера, носить окуляри в темній оправі і дуже розумний, але високого зросту. Ім'я «Мендарк» Сьюзен Астрономенов дав собі сам, будучи сином в миролюбної сім'ї хіпі Винберга і Оушенберд (його батька і матері). Мендарк народився абсолютною протилежністю добрих і мирних ідеалів своїх батьків. Підростаючи, в ньому прокинулося спляче зло, він сильно зненавидів світ і став глибоко вивчати технологію і науку з метою творіння зла і підкорення світу. Мендарк побудував величезну лабораторію разом зі своїм будинком (можливо, вона навіть більше лабораторії Декстера). Вперше Мендарк зустрічається з Декстером в серії «Суперник Декстера», де йому вдається випередити Декстера в науці і знаннях під час негласного змагання в перший день школи, завдавши таким чином йому великий душевний шкоди і навіть змусивши Декстера закрити його лабораторію. Однак на цьому протистояння не закінчується, а навпаки - тільки починається. Мендарку дуже подобається сестра Декстера і навіть більше, він стає її таємним шанувальником і шанувальником, просить Декстера допомогти йому познайомитися з нею, але не знає про її характер головного - великий любові не до нього, а до руйнування всього технологічного при зручній нагоді. Декстер, знаючи це, допомагає Мендарку і за допомогою своєї сестри успішно руйнує лабораторію суперника і відроджує свою. Мендарк і Декстер стають вічними ворогами і протистоять один одному умами, які мають лише одну загальну річ - величезні знання і тягу до них.