Sakura Kinomoto é uma garota de 10 anos, estudante da fictícia cidade japonesa de Tomoeda, que por acidente abre um livro misterioso, chamado Livro Clow. Do livro saem 52 cartas mágicas levadas por uma tempestade de vento causada pela magia da carta Vento, que foi libertada quando Sakura leu o seu nome. Kerberos, o guardião das cartas (uma criatura muito parecida com um animal de pelúcia bem pequeno), surge do livro e conta a Sakura que as cartas foram espalhadas por toda Tomoeda e é seu dever capturá-las de novo, tornando-a uma cardcaptor (capturadora de cartas em inglês).

As cartas provocam fenômenos estranhos ao redor de Sakura, que emprega os poderes das cartas já capturadas em seu báculo mágico para dominá-las e juntá-las à sua coleção. Ela conta com a ajuda de sua amiga Tomoyo, e mais tarde de outros personagens como Syaoran Li, um cardcaptor rival que mais tarde se torna seu aliado, e Yue, outro guardião das cartas.

No decorrer da trama, além das histórias misteriosas que envolvem as cartas, também se fazem presentes cenas que mostram o crescente romance entre Sakura e Syaoran, intercalados com as cenas de ação.

Na segunda metade da história surgem novos personagens, como Eriol Hiiragizawa, e Sakura passa a transformar as cartas Clow em suas próprias cartas: as Cartas Sakura (Sakura Cards).

Personagens:

Sakura Kinomoto - Sakura é a personagem principal da série, uma jovem com dez anos no início da história e vive numa cidade com o nome de Tomoeda no Japão, com o seu pai e irmão. O seu objetivo é capturar todas as Cartas Clow que contêm grande poder. Tem uma queda por Yukito, melhor amigo de seu irmão, mas depois se apaixona por Li Syaoran.

Kerberos - O guardião do lacre das Cartas Clow, apelidado carinhosamente de Kero. Ele ajuda Sakura a capturar as cartas e a ensina sobre seu funcionamento. Gosta muito de doces e de jogar videogame. Ele geralmente se passa por um bichinho de pelúcia para despistar os amigos de Sakura de seu segredo (principalmente o seu desconfiado irmão, Toya) e vive tirando uma com a cara de Syaoran. No final da primeira temporada, após a carta Fogo (The Fire) e Terra (The Earth) serem recuperadas, ele volta à sua forma original, parecida com um leão alado. Seu poder provém do Sol, e suas cartas regentes principais são Fogo, Luz e Terra.

Syaoran Li - Um cardcaptor rival de Sakura, e descendente do criador das cartas, Clow Reed. Syaoran veio de Hong Kong em busca das Cartas Clow, mas deparou-se com Sakura, que já havia capturado algumas delas. Ele passa a estudar na mesma escola de Sakura e Tomoyo e a ajudá-las na captura das cartas,se apaixona por Yukito e vive competindo com Sakura pela atenção dele. Eventualmente, Syaoran se apaixona por Sakura pouco a pouco. Ele luta Kung Fu e muitas outras artes marciais chinesas, e se utiliza não só das Cartas Clow, como também da magia do Feng Shui, usando sua espada e amuletos. Nas versões brasileiras e portuguesas (Portugal)do anime e do mangá, o nome dele ficou Shoran, um erro de dublagem da BKS.

Tomoyo Daidouji - Prima de 3º grau e a melhor amiga de Sakura, que gosta muito de filma-lá e de vesti-la com roupas diferentes a cada aventura. Gosta de cantar e tem uma voz muito bonita. Seus sentimentos por Sakura são às vezes exagerados, tornando a série um ícone do gênero. Tomoyo mantém uma espécie de amor platônico por Sakura. Tomoyo, que é uma garota bem precoce, diz a Sakura que explicará o que sente quando esta estiver mais adulta.

Toya Kinomoto - O irmão mais velho de Sakura. Ele aparece constantemente irritando sua irmãzinha e fazendo bicos em diferentes trabalhos a cada episódio. No mangá, é sugerido que Toya tenha um sentimento de amor por seu amigo Yukito. Há indícios de que Toya teve algum relacionamento com a professora Mizuki. Toya também tem alguns poderes paranormais, e consegue ver fantasmas. É muito ciumento com Sakura, odiando Syaoran desde a primeira vez que o vê, talvez pressentindo algum sentimento ainda escondido; ele e Kero adoram chamá-lo de moleque.

Yukito Tsukishiro - Amigo de Toya. É por quem Sakura nutre uma paixão. Yukito está quase sempre comendo, apesar de ser magro. Estuda com Toya e é um grande jogador de basquete. Também possui um sentimento muito grande de amor por Toya. No final da série, revela-se que ele seria um alter-ego de Yue, um guardião cujo dever é testar os cardcaptors tão logo eles reúnam todas as Cartas para ver se eles estão aptos a serem donos delas em seu "Juízo Final". Yue tem como astro de poder a Lua, e suas cartas regentes principais são Trevas, Vento e Água.

Meiling Li - Personagem exclusiva do anime, é prima e noiva de Syaoran. Ela é uma ótima lutadora de artes marciais. Morre de ciúmes de Sakura porque teme perder o seu "namorado", mas isso é resolvido mais à frente. Apesar de muitos a odiarem ela se mostra muito bondosa e compreensiva com Sakura e principalmente Syaoran.

Eriol Hiiragizawa - Uma reencarnação do Mago Clow, criador das Cartas Clow. Ele surge na segunda metade da história (a terceira temporada do anime e segunda do mangá) para ajudar Sakura a converter as Cartas Clow em Cartas Sakura - um reflexo do poder mágico dela - para que as Cartas não "morram". Eriol ama Sakura, e quer que ela seja muito feliz. Syaoran sente ciúmes quanto o vê com Sakura.

Spinel Sun - É um dos guardiões de Eriol. Geralmente mantém a forma de um tipo de gatinho preto. Porém, sua verdadeira aparência é de uma espécie de pantera negra com asas de borboleta. Enquanto Kero adora videogames, o passatempo preferido de Spinel é ler livros.

Ruby Moon - alter-ego de Nakuru Akizuki. É colega de escola de Toya. Na verdade é um garoto e só usa o uniforme feminino por ele ser, segundo ela, mais bonito que o masculino. Segundo suas palavras no episódio 50: "Eu não sou um ser humano. O sexo é o que menos importa" Ruby Moon deixa claro que para ele não faz qualquer diferente se assumisse uma identidade feminina, ou masculina.

Fujitaka Kinomoto - É o pai de Sakura e Toya. Casou-se bem cedo com Nadeshiko. Nessa época, ele era um professor novato e ela tinha apenas 16 anos. Depois de 11 anos de casamento sua amada esposa acabou adoecendo e morreu. Fujitaka é um homem simpático que, embora sempre esteja ocupado com suas aulas e palestras, vive preocupado com os filhos. Praticamente não tem defeitos. Ele também sabe cozinhar.

Nadeshiko Kinomoto - É a mãe de Sakura e Toya, que foi casada com Fujitaka. Nadeshiko aparece apenas em memória e espírito na série, pois ela morreu quando tinha 27 anos, e Sakura tinha apenas três.

Sonomi Daidouji - É a mãe de Tomoyo Daidouji e prima de Nadeshiko. É a presidente de uma grande empresa da família Daidouji, e é muito severa com Fujitaka, por causa do que aconteceu com Nadeshiko. Sonomi adora Sakura (porque lembra muito Nadeshiko), assim como Tomoyo.

Kaho Mizuki - Sua primeira aparição no anime foi de uma professora substituta na escola primária Tomoeda, onde ela ensinava matemática na classe de Sakura. Depois, revelou-se que ela tinha poderes e foi escolhida por Clow para ajudar Sakura no Juízo Final com o Sino da Lua.

Clow Reed - O Mago Clow é o criador das cartas Clow, um conjunto de cartas com poderes mágicos. É também o criador de Yue e Kerberos, que têm o dever de proteger as Cartas.

Yue - É um dos guardiões das Cartas Clow, junto a Kero. Quando Kero é o eleitor que escolhe um candidato que se transformará no próximo mestre Clow, Yue é o juiz que tem o dever de testar o candidato. Ele é frio e reservado, e muito mais sério e intimidador do que Kero. Depois de Sakura ter ganhado o Juizo Final, ele e Kerberos decidem continuar em suas formas antigas para ajudar Sakura até que ela esteja realmente pronta para seguir como dona das Cartas e dos Guardiões. Os poderes regentes de Yue (além do seu símbolo a Lua) são Trevas, Vento e Água.

Yelan Li - Yelan Li é a mãe de Syaoran, e só aparece no primeiro filme, quando Sakura e alguns de seus amigos viajam para Hong Kong. Syaoran é o filho caçula, e o único homem. Antes dele, Yelan teve quatro filhas: Fuutie, Shiefa, Fanren e Feimei. As filhas de Yelan aparecem no episódio 43, quando eram menores (num flashback de Meiling), e voltam no filme, já que adultas.

Madōshi - Madōshi é uma feiticeira muito poderosa. Ela só aparece no primeiro filme. Depois que Sakura captura a carta Flecha, tem sonhos com essa mulher. Sakura vai a Hong Kong para passar suas férias, mas Madōshi está a procura de Sakura querendo saber onde esta o Mago Clow. No final, Sakura fala para a feiticeira que Clow não está mais entre eles.

Chiharu Mihara - Chiharu é uma das colegas de classe de Sakura. Ela, assim como Rika Sasaki e Naoko Yanagisawa, aparece frequentemente ao lado de Sakura na escola e nos eventos. Ela demonstra gostar de Takashi Yamazaki, apesar de bater nele... Eles são um dos casais super fofos do anime!

Rika Sasaki  - Rika é muito elegante e madura para sua idade, e também uma habilidosa cozinheira, capaz de fazer bolos e biscoitos com facilidade. No mangá, Rika tem um caso com seu professor, Yoshiyuki Terada, e esconde esse relacionamento das amigas. Já no anime Rika é apaixonada por ele, mas o contrário não acontece.

Naoko Yanagisawa - Colega de classe de Sakura, Naoko adora ler vários tipos de histórias, especialmente de fantasia e histórias sobre fantasmas.

Takashi Yamazaki - É um dos colegas de classe de Sakura na escola. É o único aluno homem na série antes da chegada de Syaoran e Eriol. Yamazaki é tranquilo e se importa muito com Sakura e seus amigos, e tem uma fantástica habilidade de enganar as pessoas inventando histórias fantasiosas. Ele e Chiharu estão juntos desde quando eram pequenos.

Maki Matsumoto - Maki é a proprietária de uma loja de presentes nova em Tomoeda, onde Sakura e seus amigos fazem compras frequentemente, e também onde algumas cartas Clow aparecem. A loja é construída em um pequeno apartamento em um prédio, onde Maki mora no segundo andar.

Yoshiyuki Terada  - Terada é professor da escola primária Tomoeda. Em toda a quarta série, e parte da quinta série, é professor de Sakura e Syaoran. Terada parece ensinar vários assuntos, incluindo educação física, como é visto em um episódio da série. No mangá, ele e Rika namoram, mas no anime só Rika ama Terada.