Le roman raconte une expédition en Afrique dans la boucle du fleuve Niger Personnages Amédée Florence : journaliste et narrateur du récit.
M. Poncin, obsédé par les statistiques : « Dans la boucle du Niger, il y a une moyenne de 9 millièmes de caïman [...] par mètre courant de rivière. » Le député Barsac : homme politique, idéaliste, avec des discours pompeux, voire un peu soporifiques. Initialement, Jules Verne voulait choisir comme titre du livre « Voyage d'étude », mais le roman a finalement pris un titre beaucoup plus accrocheur dont ce personnage secondaire est éponyme.
Baudrières : son contraire quant aux idées, avec les mêmes défauts.
M. de Saint-Bérain : distrait, passionné de pêche à la ligne ; ses rapports avec sa nièce évoquent les personnages des deux oncles dans Le Rayon vert.
Jane Buxton : séduisante jeune fille, intelligente et décidée, c'est le pivot autour duquel toute l'action du roman tourne ; son corsage lui permet de camoufler un couteau.
M. Châtonnay : médecin, amateur de citations malheureusement peu pertinentes.
Le capitaine Marcenay : il est amoureux, mais il obéit aux ordres même s'il a un doute sur leur authenticité et si cela laisse sa bien-aimée sans protection.
Marcel Camaret : personnage de savant fou génial, naïf, distrait, mais aussi atteint d'un début de folie des grandeurs.
Harry Killer : gangster alcoolique, tyran de Blackland qui manipule Marcel Camaret.
Malik et Tongané : couple de fidèles serviteurs noirs ; on retrouve ce genre de personnages stéréotypés dans d'autres romans de Jules Verne (Nord contre Sud, L'Île mystérieuse).
Lewis Buxton : banquier, frère de Jane Buxton.