Obsada Leah Lewis jako Ember Lumen (pl. Iskra), żywioł ognia, która pracuje w rodzinnym sklepie spożywczym w Fire Town, ale ma problemy z kontrolowaniem swojego wybuchowego temperamentu. Mamoudou Athie jako Wade Ripple (pl. Wodek), żywioł wody, który pracuje jako inspektor miejski mieszkający w Mieście Żywiołów. Ronnie del Carmen jako Bernie Lumen, ojciec Ember i właściciel rodzinnego sklepu spożywczego w Fire Town, który planuje przejść na emeryturę i oddać prowadzenie sklepu córce. Shila Ommi jako Cinder Lumen, matka Ember. Wendi McLendon-Covey jako Gale Cumulus, żywioł powietrza i przełożona Wade’a. Catherine O’Hara jako Brook Ripple, matka Wade’a, która jest architektem. Mason Wertheimer jako Clod, młody żywioł ziemi zauroczony w Ember.
Ponadto głosów w filmie użyczyli: Joe Pera jako Fern Grouchwood, żywioł ziemi, który pracuje w miejskim ratuszu; Matthew Yang King jako Alan Ripple, starszy brat Wade’a; Krysta Gonzales jako Eddy Ripple, żona Alana; Innocent Ekakitie jako Marco i Polo Ripple, synowie Alana i Eddy; Ronobir Lahiri jako Harold, brat Brook oraz wujek Wade’a i Alana;