しまじろうの世界観を豊かにしているのは、個性あふれる家族やサブキャラクターたちの存在です。
◆ しまじろうの家族構成
・父：野島 しまたろう（郵便局員・穏やかで日曜大工が得意）
・母：野島 さくら（専業主婦からパート勤務など時代に合わせ変化）
・妹：野島 はなちゃん（CV: 高橋美紀 / 1994年に誕生。カエルのおもちゃが宝物）
しまじろうがお兄ちゃんとして成長するステップを描く上で、妹のはなちゃんの存在は欠かせません。
◆ とりっぴいの大家族
・祖母：空野 みちよ（ロック好きでバイクを乗り回す名物おばあちゃん）
・父：空野 とりごろう（大工）
・母：空野 かなえ
・三つ子の弟妹：トト、りり、ぴぴ
とりっぴい家は7人の大家族。とりっぴいが時折見せる我慢強さや面倒見の良さは、この賑やかな家庭環境から育まれています。
◆ 発明家ガオガオさん（CV: 稲葉実）
・モチーフ：ライオンの男性
・職業：発明家・冒険家
『しまじろう ヘソカ』以降のシリーズで大活躍している重要人物。子どもたちの知的好奇心を刺激する不思議な発明品（どこへでも行ける探検車や潜水艇など）を作り出し、科学や自然への興味を引き出す役割を担っています。
