世界を思い通りに歪めて空想を現実にする力を持っており、神に等しい存在。ただし本人に自覚は無い（ただし無意識下では異変を感じ取っている。また彼女の深層意識は、キョン以外の3人の正体を知っている）。すなわち、彼女が世界の滅亡を本気で望むと本当に世界が滅亡してしまうため、周りにいる事情を知る者は彼女がそんなことを考えてしまわないよう、彼女の要求に素直に応じざるを得ないなど、気苦労が絶えない。

容姿

容姿は主に県立北高の水色主体の制服で、黒いハイソックスを履いている。小学生の時は靴下を履かないで素足にスニーカーを履いて小学校へ通っており、中学生の時も私服の時は素足履きでいた。

みくると比べると霞んでしまうもののプロポーションも一般女子の平均を上回るようで、作中でみくるを紹介した際にも「あたしよりでかいのよ!」と発言していたことから、バストサイズにはそこそこ自信があったと思われる。キョンからも「スレンダーだが、出るとこは出ている」と評されていた。アニメ版では実際紛うことなき巨乳として描かれている。『らき☆すた』第20話にゲスト出演した際には尋常じゃない勢いで乳揺れしまくっていた。

当然ながら胸だけではなく美脚も際立っており、ミニスカから拝める太ももをはじめ、作中では座ると度々足を組む仕草が非常に印象的であり、組まれた太ももの脚線美がアニメイラストなどでもしっかり強調されている。

原作では黒目黒髪だが、アニメでは黒髪ながら茶色がかった色に変更されており、原作のイラストにもそれが反映されつつある。

性格

美少女（キョン曰く「えらく美人」）だが、その性格は唯我独尊・傍若無人・猪突猛進かつ極端な負けず嫌い。極端に言ってしまうなら傲慢かつ自己中心的。好奇心も非常に強く、思い立ったら即行動に移すタイプで、周囲の人間を振り回す。ルックスの良さから、中学時代から多くの男子に告白されていたらしいが、相手が普通の人間であるという理由で、何故か毎度承諾しては、すぐに振っていた。(谷口曰く「だったらオーケーするなってーの」)。

しかし、文武においては万能で、学業の成績は学年上位に位置しており、運動能力も非常に高い。入学当初にどの運動部からも熱心に勧誘されるほど。また料理、楽器演奏、歌唱など多彩な才能を持っており、「性格以外は欠点は無い」と、キョンも唸らせるほどの才色兼備の持ち主。夏休みの宿題も早めの7月中に終わらせたり、授業中は堂々と居眠りをしていたりする場面も見られる中、キョンに勉強を教えるくらいの余裕も持っている様子。頭脳明晰の古泉でさえも初見で分からなかった数学の公式の名称を、一目で言い当てたりと、頭の回転は速い。

「恋愛感情は一時の気の迷いで精神病の一種」と言う持論を持つが、その割にはキョンの過去の恋愛をやたらと気にしたり、キョンとみくるを何かと理由を付けてくっ付けない様にしている。何故かは……お察しください。

彼女を知る上で、次の2つの台詞は是非押さえておきたいところである。

「ただの人間には興味ありません。この中に、宇宙人・未来人・異世界人・超能力者がいたら、あたしのところに来なさい。以上！」
「ないんだったら、作ればいいのよ！」

この二つの台詞は彼女の代名詞で、上はクラスでの自己紹介時、下は部活探しでの台詞である。無限の好奇心と旺盛な行動力を的確に表しているといえ、特に「ただの人間には興味ありません～」は、アニメに詳しくない人でも知る人の多い、有名なものと言える。

ただし、前述の言動とは矛盾するようにも思えるが、ハルヒ自身は一応、非常に自制心が強く、常識的な思考回路を持った人物でもある（そうでなければとっくに世界は崩壊している）。

ハルヒが周囲を振り回し、エキセントリックな言動を行う理由の根底には、彼女が小学6年生の時に痛感した「現実」が存在しており、そこから生まれる「憂鬱」を解消していくことが、本作の真のテーマであるとも言える。

また、（古泉曰く）ハルヒも自身の能力と周囲で起きている事態を無意識に察知しているらしく、有事には団員を護る為の抑止力として自らの分身を生み出したこともある。

物語が進むにつれ人間的に成長したのか、横暴さや唯我独尊さは僅かずつではあるが治まってきており、性格も幾分丸くなっている。みくるをおもちゃ扱いしていた初期とは違い、彼女のことを大切な仲間として意識し始め、それはSOS団以外の人間に対しても現れている。キョン以外のクラスメートとの交流も見られるようになり、歯に衣着せぬきつい言い方もかなり柔らかくなっている。また、長門が高熱で倒れた際や、キョンが「消失」の一件で3日間意識不明に陥った際には料理を作ってあげたり、四六時中看病するなど、仲間思いの持ち主であることが分かる。

お笑いのネタで下ネタを禁止や、キョンが教室にエロ本を忘れたと発言すると、「乙女の前でエロ本とか言うな」など下ネタが嫌いである。これはSS等の18禁二次創作で山ほどあったハルヒ「AVを作るわよ！」の解答と見られる。

閉鎖空間

怒りや嫉妬などが原因でハルヒの精神状態が不安定になると発生する灰色の空間。発生する頻度や場所は一定ではなく、基本的には古泉ら「機関」の超能力者のみ空間の発生を察知し、内部に侵入することが出来る。

空間の内部は概ね現実世界と同じだが、全体的に薄暗く、生命体が存在しない。電気は一応通っているが、通信機器の類は使用不能（長門の能力でパソコン等を介して外部と連絡をとることは可能だが、僅かな時間しか続けられない）。

更に、ハルヒのストレスが溜まりすぎると、空間の内部に神人（しんじん）と呼ばれる青色の巨人が出現し、周囲の建物などを破壊し始める。この神人はハルヒのストレスが具現化したものと考えられており、破壊活動はストレス解消のためだとされている。神人の閉鎖空間内での破壊活動は現実世界には影響しないが、神人が現れた閉鎖空間は神人が存在する限り消滅せず、また閉鎖空間を放置すると範囲が拡大して最終的に現実世界と入れ替わってしまうらしい。

そのため、古泉たちは閉鎖空間の発生を未然に阻止するためにハルヒのストレスが溜まらないよう奔走しており、閉鎖空間が発生したら内部に入って神人を攻撃し、閉鎖空間ごと消滅させている。

なお、ハルヒと同じ力を持つ佐々木も閉鎖空間を発生させているが、ハルヒのものとはかなり異なっている。詳しくは彼女の項目を参照。

謎

ハルヒの現実改変能力や閉鎖空間はシリーズを通して軸となる要素であるにもかかわらず、「なぜ（他の誰でもなく）彼女がその能力を使えるようになったのか」という謎に関しては今のところ明らかにされていない。

また、前述の「ただの人間には興味ありません～」のセリフに登場する「異世界人」については作中でも時折語られることがあったものの、明確に登場したことは未だ一度も無い。

スピンオフ

涼宮ハルヒちゃんの憂鬱

原作よりはっちゃけていて、たまに泉こなた化する。カチューシャが無くなるとポテンシャルが大幅にダウンする。原作者曰く、「こっちのハルヒの方が原作よりもハルヒらしい行動を取っている」とのこと。

にょろーんちゅるやさん

原作と違い、終始テンションが低く主役がちゅるやさんなのでSOS団のメンバーともほとんど絡まない。また無理だと思えばすぐに諦めるなど負けず嫌いな設定もない。・・・・するわよ～～。

長門有希ちゃんの消失

長編涼宮ハルヒの消失と同様に「光陽園学園」に通学している並行世界。世界を改変するような能力は有しておらず、性格も若干穏やかなので、原作とは多少印象が異なる。でも予想の斜め上を行く発言・行動はまったくもって変わっていない。

備考

常にカタカナ表記の彼女の名前は、「スプリングデイ」の意味を持つらしいことからあえて漢字にすると「春日」であると思われる。(「直観」より)

pixivにおいては、涼宮ハルヒ本人以外しか描かれていないイラストにも、「涼宮ハルヒの憂鬱」タグではなく、このタグが付けられることがある。また、事実上全く本編とは関係のないスピンオフ作品集「ハルヒ性転換シリーズ」にまで、このタグが付けられることがある。こうなってしまうと1キャラクターとしての涼宮ハルヒのみを検索するには、なかなか労力を要する。