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万城目淳（星川航空パイロット）、戸川一平（パイロット助手）、江戸川由利子（毎日新報報道カメラマン）の主人公3人が、毎回遭遇する不可思議な事件を描く特撮SFドラマ。制作当初は、アメリカのテレビドラマ『アウター・リミッツ』（1963年制作）や『トワイライトゾーン』（1959年制作）を意識して作られた怪奇現象中心のドラマで、制作途中の方針変更で怪獣を中心としたドラマに路線変更された[1]。本作品を起点として、後番組『ウルトラマン』に受け継がれた系譜はその後もウルトラシリーズとして、『ウルトラマン80』（1980年制作）までの作品群に続き、『ウルトラマンメビウス』（2006年制作）では同一世界の物語として描かれている。

番組フォーマットは、タイトルロゴを中CMの後のBパートの頭で流すという異例の手法が採られた[2]。
登場人物

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万城目 淳（まんじょうめ じゅん）[注釈 2]
星川航空のパイロットだが、SF作家を自称し、いつも宇宙旅行の夢ばかり追い続けている。行動力のある熱血漢で、セスナやヘリコプターを操縦し、さらにはスポーツカーを乗り回して、さまざまな怪事件の調査に乗り出す[3]。拳銃の射撃技術は民間人でありながらプロ並みであるなど謎の部分が多い[3]。独身[3]。劇中では、一平から「先輩」、由利子から「淳ちゃん」、一の谷博士および関デスクからは「万城目君」と呼ばれている。『ウルトラQ倶楽部』では定年退職後、SF作家兼旅行会社顧問として活動している。また離婚歴を持つ。小説『ウルトラマンメビウス アンデレスホリゾント』によると、その後SF小説家となり、パイロット時代に遭遇した事件を下敷きとしたノンフィクション作品を『ウルトラQ』の題で発表したとされている。
戸川 一平（とがわ いっぺい）
星川航空の見習いパイロットで、事務所ではセスナ機との通信を担当することがある[3]。万城目の元で働く助手で、共に怪事件の調査をする。セスナの操縦の腕はまだまだだが、ヘリコプターは「多少揺れる」がそれなりに操縦できる[3]。三枚目でおっちょこちょいのムードメーカーだが、読書家でときどき鋭い勘を働かせる[3]。劇中では、万城目から「一平」、由利子および一の谷博士からは「一平君」と呼ばれている。『ウルトラQ倶楽部』では星川航空を退社し、妻とともに神楽坂でレストランバー「ベム」を開店している。
江戸川 由利子（えどがわ ゆりこ）
毎日新報社会部の女性カメラマン[3]。かつ取材記者[3]。男勝りで好奇心が強く、淳と一平とともに怪事件の調査をする。劇中では主に「由利ちゃん」と呼ばれているが、関デスクが「江戸川君」と呼ぶこともある。使用しているカメラは、ニコンの一眼レフカメラである。『ウルトラQ倶楽部』では新聞社を辞めフリーカメラマンとなっている。また離婚歴を持つ。
一の谷（いちのたに）博士[注釈 3]
一の谷研究所の所長。世界的な権威を持つ学者で、万城目たち3人からは「先生」と呼ばれ、3人の良きアドバイザーとして怪事件を解決に導く。『ウルトラマン』に登場した科学特捜隊は一の谷博士らが中心となって日本支部を立ち上げたと設定がなされ[4]、当初はメンバーに入っていたが、PCゲーム『ウルトラ作戦 科特隊出動せよ!』の第1話「科特隊日本支部誕生」での六角村での核露怪獣ゴルドキング迎撃作戦時に無念の死を遂げた[5]。

『UNBALANCE』では番組のホスト役を務める「アンバランスゾーンの男」という案もあったという[6]。

関（せき）デスク
毎日新報社会部のデスク[3]。報道に誇りを持つ仕事の鬼だが、人情家の一面もある。いつも由利子に怪事件の調査を依頼する。
本多（ほんだ）助手
一の谷研究所の研究員。苦労をいとわない優秀な助手。
相馬（そうま）記者
毎日新報の社会部記者[注釈 4]。関デスクから怪事件の調査を頼まれるが、小心者で言い訳が多くいつも断っている。劇中では、関デスクから「相馬君」、由利子からは「相馬ちゃん」と呼ばれている。
杉本（すぎもと）カメラマン
毎日新報のカメラマン[3]。新婚[3]。相馬記者とともに行動する。第25話においてセスナのパイロットとともに遭難事故に遭い、死亡した[3]。劇中では相馬記者から「杉ちゃん」と呼ばれている。
登場メカニック・アイテム・その他用語

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シトロネラアシッド
原始怪鳥リトラが天敵の古代怪獣ゴメスと闘う際にくちばしから放射する強酸性の溶解液。ゴメスを倒すことに成功するが、これを使うことでリトラ自身も絶命してしまう[注釈 5]。

@media screen{.mw-parser-output .fix-domain{border-bottom:dashed 1px}}命名は脚本の千束北男（飯島敏宏）による。「アシッド」とは「酸」のことであり、書籍によっては「シトロネラ酸」とも記述される。