カリフォルニア工科大学の物理学博士でレーザー技術などを研究。ゲームやコミックが好きなオタクで、LA郊外のパサデナにあるビルで同僚のシェルドンと2人暮らし。誕生日も祝わない教育熱心な両親のもとに生まれ、IQ173で他の科学や文学・歴史にも強く、24歳で博士号を得た。外見は黒ブチのメガネがトレードマーク。長らく片思いしていたペニーとついに結ばれるも、恋愛観の違いから結局は別れたこともある。しかしその後よりを戻し結婚に至った。

カリフォルニア工科大学の物理学博士で、レナードのルームメイト。テキサス出身の天才で、IQ187。11歳で大学に入学し、ドイツに留学後、ツイスター理論を研究していた16歳の時に博士号を取得。研究分野をひも理論から暗黒物質に変える代わりに専任講師に昇格させられる。性格はレナードに輪をかけて自信家、皮肉屋で保守的、理屈っぽくて空気が読めず、さらに頑固。極度の潔癖症で、ウソがつけず隠し事をするのがヘタである。「女子版シェルドン」とも言うべきエイミーとは、様々な問題に直面しつつも順調に交際している。

レナードとシェルドンの向かいの部屋に住む。ネブラスカ州オマハ出身。オタクっぽいレナードやその友人たちに偏見を抱かずに接する心の広いおおらかな性格だが、その反面がさつな部分がなきにしもあらず。また、ダメ男に惹かれる節がある。レナードとは一度別れた後、再び交際を始める。レストラン「チーズケーキ・ファクトリー」のウェイトレスとして働きながら女優を目指しており、2人の関係に関して深く考えることにはあまり積極的ではなかったが、その後、自分の人生について賢い決断をしようと決め、レナードと結婚することに。バーナデッドの手引きにより、彼女が勤める製薬会社の営業として働いている。

レナード & シェルドンと同じ大学で応用物理学のエンジニアで、一風変わった役に立たない機械を作ることが多いユダヤ系の青年。ペニーに紹介されたバーナデットという女の子と付き合い始め、その後めでたく結婚。ハワードのチームが設計した宇宙望遠鏡が国際宇宙ステーションに装備されることとなり、専門家として宇宙ステーションに滞在したこともあるため、“宇宙飛行士”という肩書きを持つ。結婚するまでの間に長年2人暮らしをしていた母親が旅先で亡くなってしまった。バーナデットが妊娠したが、自分が父親になることを実感できないでおり……。

レナード & シェルドンと同じ大学で粒子天文学を研究するニューデリー出身の博士。性格は4人の中でも最もシャイで、女性とはお酒を飲んだ時（または自分がお酒を飲んでいると思い込んだ時）しか話すことができなかったが、失恋のショックのあまり、お酒なしで女性としゃべれるようになった。その後、皮膚科医の恋人エミリーと付き合うことに成功。しかし、一緒にお茶をしたクレアのことが忘れられず別れてしまう。インドの実家は大金持ちで、美人の妹プリヤがいるが、両親は離婚してしまった。

ハワードの妻。微生物学で博士号を取得し、現在は大手製薬会社に勤務。さらにぺ二ーを自分が勤める製薬会社に紹介し、採用させた。レナードとハワードの間の、「どっちかに恋人ができたら、もう一方は、その恋人に、恋人の友達と仲を取り持ってもらう」という協定により、当時レナードの彼女だったペニーがハワードに紹介。唯一の共通の話題、お互いの母親のことで意気投合し交際を始め、その後結婚。なかなかにしたたかな女性で、会社の同僚からは恐れられている。現在妊娠中。

神経生物学者。ハワードとラージが面白半分でシェルドンを出会い系サイトに登録したことにより見つかった「シェルドンにピッタリの女性」。エイミーも「少なくとも1年に1度デートする」と母と決めていたから登録していたのだが、シェルドンと思考回路が同じであることが分かり意気投合、シェルドンの人生初のデート相手となる。シェルドンから正式に交際を申し込まれ、交際がはじまったが、さらに関係を進めようと様々なアプローチを試みていた。一度は自分たちの関係をじっくり見つめ直すために距離を置いたものの、シェルドンと再びよりを戻す。