Главная героиня, Алиса Селезнёва постоянно увлекается чем-нибудь новеньким и интересным, и в погоне за этим новеньким нередко встревает в разные истории. Но в то же время обладает очень живым и пытливым умом, который в конечном счёте и помогает ей выпутаться. Другого бы пережитые приключения напугали, а Алису они только стимулируют к поиску чего-нибудь ещё интересного.
Папа Алисы пытается иногда унять её чрезмерную активность, но не особо старается сам, видимо, таким в детстве был, да таким и остался. Стал бы он иначе выбирать такую экзотическую, да и опасную профессию, как космобиолог?
Общий друг Селезнёва и Алисы, археолог Громозека, больше всего похож на повзрослевшего Карлсона. Способность летать он не утратил, только вместо вентилятора у него более продвинутое средство передвижения. Сходство с Карлсоном проявляется не только во внешности (не иначе, одни и те же художники постарались), но и в том, что озвучивает его всё тот же Василий Ливанов.
Характер Громозеки всё тот же, карлсоновский. Буря эмоций, как радостных при встрече с Алисой и её папой, так и яростных когда Громозека несётся освобождать друзей, ещё не зная, что опоздал.
Капитан Зелёный герой совсем иного рода. Неукротимые эмоции Громозеки его откровенно напрягают, при его появлении Зелёный готов куда-то спрятаться, на худой конец обороняться. То, что этика эмоций является для него болевой функцией, видно и по его постоянному ворчанию, желанию сбить излишний энтузиазм с окружающих. Зелёный ворчит, исходя из своего жизненного опыта и практицизма. Руками он работать умеет, с неполадками справляется тихо, но быстро, незаметно и без лишних слов. Мрачные перспективы он не детализирует, разве что изрекает
Хотелось бы отметить, что в фильме «Гостья из будущего», сюжет которого продолжает «Тайну третьей планеты», волей режиссёра характеры героев изменились, причём самая главная героиня Алиса преобразилась практически до неузнаваемости. «Киношная» Алиса отличается от «мультяшной» (да, кстати, и от книги-оригинала), как чёрное отличается от белого. Если в мультфильме Алиса очень любопытная, живая, непосредственная и немного взъерошенная девочка, то в фильме она элегантна, грациозна и недоступна, как английская королева, зато неуёмное любопытство и живость ума куда-то пропали. Даже когда она потрясает школьников своими знаниями, она выглядит скорее как очень продвинутый пользователь технологий будущего, чем как человек, доходящий своим умом до неожиданных решений путём проб и ошибок.