サザエの弟であり、ワカメの兄、タラオの叔父、海平や鯛造の甥、ノリスケのいとこで、イクラのいとこ叔父。波平とフネの息子で、磯野家の長男(第二子)。学校名がいくつかあるが、アニメ版では一貫してかもめ第三小学校5年3組となっている(ワカメも同様)。髪型は基本的に丸刈り。原作初期は短髪だが全体的に髪はあり、回によっては刈り上げ状態(後期のタラオに近い髪型)で描かれていたこともあったり丸刈り頭が時々伸びてスミベタで描かれるときもあった。カツヲ)が正式な名前であったが、時代背景の変化などから現在の「カツオ」という表記に変更された。原作初期の設定では太平洋戦争による本土空襲を経験しており、思い出を語る話もあるが、後の連載やテレビアニメ化ではそのような設定は消滅している。原作での連載開始当初は、ワカメの面倒をよく見ているちょっと抜けているお兄さん、といった雰囲気を持っていた。アニメでも面倒見がよく、妹のワカメや甥のタラオにとって「頼れるお兄ちゃん」だがタラオにデタラメを教え、タラオがそれを真に受けることも。サザエにはよくいたずらを仕掛け、怒ったサザエに追いかけられたり耳をつねられることが多々ある。連載当初は非常に子供っぽいキャラクターであり、要領も決して良くはなかったが後半になるにつれ、現在のアニメ版のようなズル賢く機転の利く腕白坊主となり、かなりおしゃべりになって、登場回数も格段に多くなる。この時は波平の老後の対処を冷静に計画するなど大人びた一面も持つようになる。サザエが覚えた催眠術を一目見ただけで完璧にマスターしてしまった。こまっしゃくれて生意気な面が多分にあり、非常に口達者で外面がいい。常に受けた用事をまともに行わなかったりすることから信用されなくなっている。その為波平が庭の倉庫の屋根の修理をしていた時降りようとしたが掛けていた梯子が落ちてしまったため、落ちそうな状態だった時も信用されなかった(原作ではエイプリルフールだったという面が大きいが、アニメでは秋頃の放映だったため、そういった面はない)。良かれと思ってしたことやちょっとした嘘が引き金で家庭内トラブルになることも多い。漫画界における「世渡り上手」の代表的キャラクター。原作では葉書一枚をわらしべ長者のように交換していき、最終的にクリスマスツリーと交換、波平に「ワシより世渡りがうまい」とまで言わせた。悪巧みをすると、アニメ版では決まってサザエに見つかり、後で波平に怒鳴られるのが恒例となっている(話によってはお仕置きとしてげんこつを落とされたり、押し入れや物置に閉じ込められることもある。外出禁止どころか部屋から一歩も出るなと言われることもある)。原作ではほとんど完全に丸め込んでおり叱られることは少なく、波平のことはむしろ「扱いやすい」とすら思っている。連載後期には波平を脅迫して小遣いをせしめたり汚い言葉を使うなど、作者のブラックさが体現されたキャラクターとなっていった。波平から、「カツオは、お父さんのこと好きか?」と尋ねられて、「当ったり前さー、本気で怒るなんてかわいいところあるもん。」素晴らしい切り返しである。成績は、クラスの真ん中くらいで、勉強は苦手なほう。得意科目は体育と家庭科。(ある情報筋によると、1学期の通知表。得意科目は行方知らず。宝物は以前とった98点のテスト。スポーツ全般(特に野球が好き)、サザエにいつも追いかけられているので、足が速い。いう有名な落語家に弟子入りの手紙を出す。海平も子供の頃、波平の名前を使って弟子入りの手紙を出していた。