La historia de Elfen Lied presenta una especie ficticia, los diclonius, como una mutación humana con dos pequeños cuernos parecidos a las orejas de un gato. Poseen poderes telequinéticos gracias a sus receptores vectoriales; estos vectores, como se les suele denominar, se asemejan a largos brazos invisibles capaces de vibrar a una frecuencia tal que llegan a cortar materiales muy duros como el metal o la piedra. También disponen de una percepción extrasensorial que les permite sentir la presencia de otros sujetos de su raza
Los diclonius pueden reproducirse de la forma convencional o infectando a un humano al insertar sus vectores en el cuerpo de éste. A partir de entonces, los hijos que conciba esa persona serán diclonius, de una variante llamada silpelit; a diferencia de los diclonius normales, los silpelits sólo pueden ser hembras, crecen el doble de rápido que los humanos y son estériles en el sentido habitual, pudiendo reproducirse únicamente a través de sus vectores.
La mayor parte de los diclonius muestra un comportamiento homicida a partir de los tres o cuatro años de edad, presuntamente debido al instinto asesino inherente a su personalidad No obstante, a lo largo de la historia se insinúa la posibilidad de que el carácter de los diclonius no sea parte de su naturaleza sino resultado de los abusos cometidos en ellos por los humanos. Justificaciones de la teoría innata son que buena parte de los casos descubiertos de niños diclonius se producen a raíz de que ellos mismos asesinen a sus propios padres o las declaraciones de Lucy en las que dice que «nació para destruir la raza humana». Por otro lado, la relación entre Lucy y Kōta durante su infancia, el carácter pacífico de Nana, o el cambio producido en Mariko al conocer a su padre, sugieren la capacidad de los diclonius de sentir empatía hacia los humanos, habiendo desarrollado sus características sádicas como consecuencia de su interacción con un mundo que los teme y desprecia.