EVA零号機の専属パイロットで「ファーストチルドレン」と呼ばれる。シャギー掛った水色の髪と赤い瞳、透き通るような白い肌が外見的特徴だが、その風貌は主人公・碇シンジの亡き母親・碇ユイと酷似している（ただしシンジには生前の母親に関する記憶がほとんど残っておらず、その後も母についての情報を一切与えられずに育ったため、その事実を知らない）。

名前の由来は恐らく数字の「レイ＝零(ゼロ)」だと思われるが、新劇場版におけるゲンドウのモノローグにおいて『男の子ならシンジ、女の子ならレイがいい』という台詞がある。

物語本編開始の数ヶ月前、零号機の起動実験中の暴走事故により大怪我を負う。その後の第壱話にて、EVA初号機への搭乗を拒絶するシンジの前に血の滲んだ包帯姿という衝撃的な姿で登場、その痛ましい様子が彼に搭乗を決意させるきっかけとなった。

感情表現に極めて乏しく、およそ自我と呼べるものを持っていないように思えるほど。他者への興味も希薄だが、NERV総司令にしてシンジの父親・碇ゲンドウにだけは不思議と心を開いている様子を見せる。与えられた任務には常に忠実で、EVAでの戦闘の際も一切の私情を交えず、機械的に、時に己の生命すら顧みずに淡々とこなしてゆく。彼女自身はその理由をたった一言、「絆だから」と説明している。

そんな彼女だったが、第六話の「ヤシマ作戦」の際に自分を本気で慮ってくれ、以降も何かと親身に接してくれるシンジに対しては次第に心を開き、彼の存在を意識し始めるようになる。またそれに伴い、僅かではあるが人間的な感情にも芽生えてゆき、他者との交流もある程度見せるようになっていった（ただし同じEVA操者であるアスカには、様々な理由から一方的に悪感情を抱かれており、それゆえ彼女とは交流を持つ事がほとんど無かった）。

しかし、第弐拾参話にて使徒・アルミサエルに零号機のボディを浸食されコントロールを乗っ取られた彼女は、彼を守るため零号機もろとも自爆してしまう。

その翌日、死んだはずのレイは再び変わらぬ姿でシンジ達の前に姿を現す。だが、その感情はまるで彼等と出会う前の状態にリセットされているかの様だった……。

E計画、そして人類補完計画という物語の謎を解くカギを握る、本作最大のキーパーソンとも言うべき少女。

出生の秘密は荒らされないわ。私が守るもの

その正体は、かつてEVA初号機とのシンクロ実験中に内部に取り込まれた碇ユイをサルベージしようとして得られた肉体にリリスの魂を注入して作られた、一種の人造人間である。遺伝子的には半分が碇ユイ、半分がアダムで構成されている。肉体は他にもバックアップが多数存在し、仮に現在活動中のレイが死亡しても魂を新しい肉体に移し変えることで復活が可能。記憶はセントラルドグマ（NERV本部深部に存在する大型実験施設）で定期的にバックアップを取られている為、前の肉体で最後に保存した記憶までが次の肉体に受け継がれるものの、それに伴う感情は受け継がれない。また魂の宿っていない肉体は、パイロット無しでEVAを起動するための「ダミーシステム」の材料としても活用されている。

初めてシンジの前に現れ、その後上記の自爆事件に至るまで行動を共にしたレイは「二人目のレイ」であり、その直後に復活を遂げたのは「三人目」であった事が後に判明する（ちなみに「一人目」は幼女の姿をしていたが、かつてMAGIシステムの開発者・赤木ナオコに対してゲンドウの陰口をそのまま本人に伝え、激昂した彼女によって扼殺されている）。

三人目のレイはそれまでに築かれていたシンジへの感情が白紙に戻されており、再びゲンドウの意のままに動く人形となる筈であったのだが、その心の奥底には僅かながら二人目の頃の記憶が残されており、これが後にゲンドウにとっての大きな誤算となる。

扱いは荒らされないわ。私が守るもの

特徴的な容姿や神秘性、物語上の役処の重要性も含めて『新世紀エヴァンゲリオン』という作品のイメージアイコンともいうべき存在である。一般的な知名度は当該作品の全ての登場キャラの中でも突出して高いといえる。

特にTVシリーズ放映当時のアニメファンの間での人気は凄まじく、各種アニメ誌の女性キャラクター人気投票1位の座を長期間総なめにしていた。

20年以上経過した現在でもTV番組やアニメ誌の人気ランキングに入ることも多く、その人気は根強い。

レイのキャラ造型はその後の二次元美少女キャラクターデザインの世界にも多大な影響を与え、以降彼女のような寡黙で儚げな雰囲気のある美少女キャラは俗に“綾波系”と称される。

また、芸能人やアーティストの中にも「レイが好き」と公言して憚らない者が少なくない（ロックバンド・BUMPOFCHICKENの藤原基央が『アルエ』という彼女をモチーフにした曲を作っている）。

なお綾波自身は『機動戦士Ζガンダム』のフォウ・ムラサメにインスパイアされて生み出されたキャラクターである。

第六話のヤシマ作戦以降は、少しずつ「人間らしく」なりつつあったが、最期は戦闘中にシンジを庇って死亡。

「三人目」は“人ならざるモノの異様性”が強調された描写が目立ち、旧劇場版では、巨大化する。

こうした悪意的な描写は、過剰なエヴァ人気に対する庵野秀明のオタク批判の一環であるとも受け取れる。

漫画版は荒らされないわ。私が守るもの

アニメ版に対し、ある意味で相対的に人間的なキャラクターとして描かれている。最初から「碇くん」と呼んでいた他、アニメであったゲンドウを非難するシンジに平手打ちを食らわす描写はなく、ヤシマ作戦以降シンジに対して以前よりも親密な態度を示す描写が加えられている。

シンジの2度目の来訪の際に自分からシンジを家に上げて紅茶を入れようとするが、実は今まで入れたことがなかったため、適量が分からず紅茶の葉を山盛り入れようとしていた。また、停電した基地内でアスカがミサトを探す際に「暗闇でも歩けて便利」という理由で同行するように要求されると、自分に関係ないとしてあっさり拒否する一方で、アスカが加持に渡すようにシンジに託した手紙を気にしたりするなど、コミカルな描写もある。

ゲンドウが自分のことを気遣っているように見えて、実は他人（ユイ）のことを思っているのに気づいていた描写や、シンジの母であるユイとの繋がりを明らかにするような描写も追加されている。また用途・効果・目的は不明だが、赤木リツコから薬の投与を受けている。

次第にシンジの存在がゲンドウ以上に大きくなっていったことが彼女自身のモノローグで語られ、ゼルエル戦後に初号機に取り込まれたシンジのサルベージの際は、「碇くんを私に返して」と初号機に呼びかけ、シンジの帰還に影で貢献する。そして、シンジに触れられる度に様々な感情を抱いていたことを彼に告げると、自から手に触れたいとシンジに伝えるシーンも登場する。後に「異性」としてシンジを想っていることが明らかになっており、毎日シンジがアスカの見舞いに通う姿に嫉妬し、使徒に侵食された際にはシンジを独占したかった気持ちも描写される。その後、アニメ同様に2人目のレイが自爆し、その様を目にしたシンジは「君を失いたくない」と悲しみ、絆の深さが描かれた。

2人目の自爆死亡からはアニメ版とほぼ同様の展開だが、とりわけ補完世界においては明確に2人目のレイの感情をそのまま持ち合わせてる様が描かれ、同一人物のように描写されている。シンジの補完拒否を受け入れつつ、涙と共に出会えたことへの感謝と別れの言葉を告げると、リリスの体は崩壊し、シンジの願いを乗せ、地上に雪のように降り注いでいった。そして、シンジが還ってくるのを待っているとモノローグで告げる。

連載終了後の『Cut』2014年12月号のインタビューではシンジとレイの関係は男女の恋愛で両想いであった、と明言されている。

エヴァンゲリオンANIMAは荒らされないわ。私が守るもの

TV版24話以降のIFの3年後を描いたANIMAではTV版における3人目のレイ(作中では主にレイ・No.トロワ、トロワと呼称される)に加えて新たに自我が目覚めた3人のクローンが登場する。

レイ・No.トロワ

17歳になっており肉体面は成長した一方で精神面での成長は見られない。碇ユイに似ていく自分とそれぞれの個性を獲得していくクローン達の中で自身のアイデンティティに思い悩んでいる。

レイ・No.カトル

4人目のレイ。冒頭にて精神汚染を受けた事を切っ掛けに自我が覚醒&闇堕ちする。その後は乗機の0・0EVAごと第3新東京市に墜落し、直後に交戦した初号機を大破させ行方をくらます。

レイ・No.サンク

5人目のレイ。カトルが自我を獲得した事を切っ掛けに自我が芽生える。肉体的にはトロワ、カトルより成熟している他、高い社交性を有しており綾波シリーズの完成形として期待された。

レイ・No.シス

6人目のレイ。サンクと同様に自我が芽生える。最後期に作られたため肉体は幼いがトロワと記憶を共有していたため、ハイティーンの女性としての経験も有している。一方で年相応の側面もあり、彼女のお守りはトウジが務めている。

ヱヴァンゲリヲン新劇場版

：序＋：破

「ファーストチルドレン」ではなく「第一の少女」と呼ばれるようになった事以外は、TV版の頃と殆ど変らない立ち位置である。“まだ世の中を知らない純真無垢な少女”という一面がより強調されて描かれており、シンジとの出会いを経て次第に“普通の少女らしい感情”を獲得してゆく過程がこれまで以上に丁寧に描写されており、ついにはシンジの「綾波を助けたい」という想いがEVA初号機覚醒のキーとなる。（もっとも、一方でこの二人の邂逅および接近自体はゲンドウの計画を遂行するため意図的に仕組まれたものでもあるため、果たしてこれが手放しで歓迎されるべき展開なのかどうかはまだ何ともいえない）。

中でも旧作と一線を画す大きなエピソードに、彼女が手作りの料理をふるまってシンジとゲンドウの親子仲を取り持とうとしており、アスカにも協力を依頼していたくだりがある。

その意図について「碇君と一緒にいるとポカポカする。私も、碇君にポカポカしてほしい。碇司令と仲良くなって、ポカポカしてほしいと思う。」と語っており、「ポカポカする」はネットでも流行した。

前述の食事会予定日にアスカがEVA3号機の機動実験に参加を志願した時は彼女に「ありがとう」と伝言し、EVA3号機の処理を巡ってシンジが父と決別をし一旦はエヴァに乗らないと言い張ったときも彼らを気遣い、シンジが一旦捨てたS-DATを拾って持っていた。

第10の使徒に「碇君が、もうエヴァに乗らなくてもいいようにする」と決死の攻撃をかけるが、零号機ごと捕食され取り込まれてしまう。彼女はシンジの強い願いにより初号機のコアにサルベージされたかに見えたが、その魂は初号機のコアに同化したままであることが『Q』で明らかになった。

：Q＋シン・エヴァ

前作において初号機のコアに取り込まれたレイ(REI-02)とは異なる、「アヤナミレイ（仮称）」が登場。また、シン・エヴァに登場するとある存在についてはこちらを参照にて。(【注意】記事内には『シン・エヴァ』のネタバレを含んでいます)

その他

最終回・学園エヴァでは

『新世紀エヴァンゲリオン』の最終回（第弐拾六話）「世界の中心でアイを叫んだけもの」では、シンジがエヴァのパイロットではない「もう一つの世界（別名：学園エヴァ）」にて、転校生として普通の女子中学生となっておりかなりハッチャけた性格となっている。

その声色や発表時期等が、林原めぐみ演じる『スレイヤーズ』の主人公リナ=インバースと相似しているため、いつしか「リナ」と「レイ」が掛け合わさった「リナレイ」という通称が誕生した。ちなみに、いわゆる「学園エヴァ」の世界観をベースとしたゲーム『鋼鉄のガールフレンド2nd』では、レイが上記の性格になっている為、実質リナレイがメインキャラクターとして登場している。

二次創作作品等における扱い

スーパーロボット大戦における特筆

ゲーム『スーパーロボット大戦』シリーズにてエヴァが参戦した際は、彼女もEVAパイロットの一人として戦闘で操作が可能。しかし、原作劇中での戦績があまり芳しくなかったためか、そのパラメーターは大抵シンジやアスカよりも低めに設定されている。また、TV版や旧劇場版の展開がゲーム上でも再現されると、やはり原作通りパイロットとしては途中で離脱してしまい、ゲーム終盤は彼女だけ使用できないというケースが多い。

ちなみに第3次スーパーロボット大戦αではこの「レイ＝離脱」の印象を逆手に取った恐ろしい罠が仕込まれている。

TV版・旧劇場版準拠の出演では精神コマンドに「脱力」を所持している場合が多く、使徒のATフィールド封じやボスユニットのMAP兵器・主要武器封じに活躍する。

新劇場版基準の出演では修理装置を装備している。

白猫プロジェクトのコラボイベント

コラボガチャでアヤナミレイ(仮称)を入手、かつコラボイベント本編クリアで入手出来る交換券を消費することで入手可能。旧作を知る人の中には「ロンギヌスの槍を装備させたい(実際、このイベントでは配布武器扱い)」と思っただろうが、アヤナミレイ(仮称)と同じ技・ステータスを持つ水属性のウォリアー(斧)(一応のモチーフ武器は「Mark.09の大鎌」)扱いな為、ロンギヌスの槍を装備させることは出来ない。

ファンタシースターオンライン2のコラボクエスト

オンラインゲームPSO2とのコラボの際、シンジやアスカ、ミサトと共にエーテルによって具現化した幻創体として登場。（新劇場版の綾波レイ）

アークスシップに出現した第6の使徒殲滅作戦においてアスカと共にA.I.Sに乗り込み、原作同様、シンジと初号機を使徒の攻撃から守った。

その他公式スピンオフなどにおける扱い

公式スピンオフにおいて、彼女はメインヒロインの一人である。

設定は「明るい性格の転校生」であったり、シンジやゲンドウ以外に想い人が居たり、3人以上のクローンが居たり、ウェディングドレスを着た立体物も存在している。

声を担当する林原めぐみは、原作からかけ離れた綾波レイについては『私はｎ人目だから』と自らに言い聞かせて演じていたという。

紅白では

2021年 12月31日『第72回NHK紅白歌合戦』で突如サキエルが襲来したことに伴い、

遅れたシンジに代わって大泉洋にエヴァに乗ることを強要する。

その際、いきなりのエヴァ搭乗に渋る大泉に対し「貴方は、いつもそうやって嫌なことから逃げ続けるのね」と発言した。

トリビア

キャラクターデザインを手掛けた貞本義行によると、その独特の儚げな外見イメージおよび“満身創痍の包帯姿”というインパクト抜群の初登場シーンは、ロックバンド・筋肉少女帯の楽曲『何処へでも行ける切手』の歌詞の一節から着想を得たものらしい。

また、彼女をアルビノに設定したのは「将来ゲーム化された際などに、小さなドット絵になっても綾波だと判別し易くするため」との事で、初期稿では黒髪。

名前の由来は旧日本海軍の駆逐艦『綾波』と「美少女戦士セーラームーン」の『火野レイ』から。

誕生日

設定では誕生日が不明ではあるが、ファンの間では作中の他のキャラクターのように声優である林原めぐみの誕生日の3月30日を誕生日とされ祝われている、また2001年同日にキングレコードから「EVANGELION THE BIRTHDAY OF Ri AYANAMI」も発売されているが、この誕生日に関しては公認ではあるが、あくまで「誕生日不明」が公式の設定である。