名前は、1978年11月作成の「テレビ・アニメーション企画書 宇宙戦闘団ガンボーイ（仮称）」や[9]安彦によって描かれた初期稿では[10]「本郷東（あずま）」であった。アムロ・レイという名前は総監督の富野喜幸が語呂合わせで1か月かけて考案したものであり[11][12]、11月以降に富野によって書かれた企画メモでの名前は「テムロ・アムロ」であった[13]。その後の富野による「機動戦士ガンダム設定書・原案」では「アムロ・嶺（レイ）」と表記されており[14]、テレビ放送中に『アニメージュ』に掲載されたインタビューでも富野は「本当は漢字の嶺です」と答えている[11][12]。一方で、脚本を担当した星山博之は後年のインタビューで、レイは零式艦上戦闘機の「零」であると述べている[15]。なお、ガンダムに乗るのが軍人ではなく民間人という理由は当時アメリカからの圧力があったとのこと[16]。
設定解説

宇宙世紀0063年11月4日[2]、父テム・レイと母カマリア・レイの一人息子として生まれる。日系人であり[17]（出生地はモンゴリアとも[2]）、生誕から幼少まで過ごした地域は日本の山陰地方[18]（テレビアニメ版設定）、あるいはカナダ・ブリティッシュコロンビア州の太平洋沿岸地域の町プリンスルパート（劇場版設定、ここからアングロサクソン系とする資料もある[19]）、メキシコ北部のロサリトまたは鳥取県[20][注 5]（『THE ORIGIN』設定）などがある。好物はハンバーガー。趣味は機械いじり[11]。茶色の縮毛が特徴で、続編でも受け継がれている。

0068年に[2]母と離別し父と共に宇宙へ移民。このとき、母ではなく父についていった心境については、富野が後年にアニメ『ファースト・ガンダム』そのもののダイジェスト版として著した[21]小説『密会?アムロとララァ』において、母を間男にとられながらも何も言えない父に対して「父さんは、情けない男だ……」と感じつつも、同時に自分がついていなければ父親がダメになるだろう、と感じていたという子心があったことが語られている[22]。

宇宙のどこで暮らしていたかは定かではないが、サイドを転々としていたと言われる[18]。『THE ORIGIN』の設定では、父の赴任先であるグラナダ、サイド6、そしてサイド7と転居を繰り返したとされる[23]。

父が仕事で家を空けることが多いため、自宅では1人で過ごすことが多く、コンピューターや機械いじりが好きな内向的傾向を有するものの、連邦の新型MSを開発する技術者としての父の存在のおかげで、“ふつうの少年”としての自尊心をはぐくめていた[24]。内向的性格の表れとして爪を噛む癖が指摘されており、成人した宇宙世紀0087年の時点でもこの癖は直っていない。また、興味のあることには熱中する反面、使用した衣類や食器や本などの身の回りの物を片付けない、女の子（フラウ）が来てもシャツとパンツ姿のままで着替えないなど、興味の無いことには無頓着である。サイド7移民後は、隣家に住んでいた少女フラウ・ボゥとその家族によく面倒を見てもらっているが、内心はそれを“自立を目指す男がこのようなことでは不甲斐ない[25]”と感じていた。また、この時期にペットロボット市販品のハロを自分で改造している。

階級は、テレビ版ではジャブローで曹長に任命される。劇場版ではオデッサ作戦前の時点でセキ技術大佐が「アムロ曹長」と呼んでおり、ジャブローでは少尉に任官される。