Koyomi Shirakawa ist eine Lehrkraft an der Kazami-Akademie, wo sie als Klassenlehrerin und Naturwissenschaftslehrerin für die Klasse des Protagonisten Junichi Asakura tätig ist. Ihr Hauptberuf ist die Forscherin im Amakase-Labor, und sie hat die Lehrerrolle vorübergehend als Vertretung für eine Kollegin im Mutterschutz übernommen. Sie ist auch direkt für die Überwachung des Androiden Miharu Amakase verantwortlich.

Was den Hintergrund betrifft, ist Koyomi die ältere Schwester von Kotori Shirakawa, dem Schulidol. Die beiden Geschwister haben deutlich unterschiedliche Temperamente, so sehr, dass einige Schüler infrage stellen, ob sie verwandt sind. Außerhalb der Arbeit gibt es Gerüchte über einen Freund, und im späteren Verlauf der Erzählung – gezeigt in der zweiten Staffel – wird sie Mutter. Ihre charakteristische strenge Gelassenheit wird merklich weicher, wann immer sie über ihr Baby spricht. In bestimmten Handlungssträngen heiratet sie einen Jugendfreund namens Saeki und bekommt eine Tochter namens Chiaki.

Koyomis Persönlichkeit ist direkt, zuverlässig und fürsorglich und verkörpert einen verlässlichen großen-Schwester-Typus. Im Klassenzimmer bewahrt sie ein professionelles und gefasstes Auftreten, aber ihre strenge Fassade weicht Wärme und Aufregung, wenn ihr Privatleben, insbesondere ihr Kind, erwähnt wird. Sie ist eine engagierte Wissenschaftlerin und Lehrerin, die von dem echten Wunsch motiviert ist, ihre Schüler zu führen und ihre Forschung im Labor voranzutreiben.

Ihre Rolle in der Geschichte ist in erster Linie unterstützend, sie bietet eine stabile erwachsene Präsenz und erleichtert die Integration des Androiden Miharu in das schulische Umfeld, indem sie Junichi bittet, sich darum zu kümmern. Wichtige Beziehungen drehen sich um ihre Schwester Kotori, um die sie sich auf ihre eigene Weise kümmert, trotz ihrer unterschiedlichen Persönlichkeiten, und um Junichi, der als ihr Schüler und der Betreuer von Miharu zu einem Verbindungspunkt wird. Sie interagiert auch mit dem Laborpersonal, und in der zweiten Staffel gewinnt ihr Familienleben an Bedeutung.

Koyomis Entwicklung zeigt ihren Übergang von einer strengen, karriereorientierten Person zu einer Mutter, die offen zärtlich und leicht aus der Fassung zu bringen ist, wenn es um ihr Kind geht, und offenbart eine weichere Schicht unter ihrer strengen Lehrerpersönlichkeit. Was bemerkenswerte Fähigkeiten betrifft, besitzt sie wissenschaftliche Expertise in fortschrittlicher Technologie, insbesondere in der Erschaffung und Wartung von Androiden wie Miharu, und ihr Wissen und ihre Autorität als Lehrerin verschaffen ihr eine Vertrauensposition sowohl in der Schule als auch im Labor.