Huvudkaraktärer:
* Lightning McQueen: En kaxig, röd racerbil som lär sig ödmjukhet och vänskap genom hela serien.
* Mater: En rostig, godmodig bärgningsbil som är Blixtens bästa vän. Han är känd för sina lustiga missöden och sina södra drabbningar.
* Sally Carrera: En snygg, blå Porsche som äger ett kafé i Radiator Springs och är Lightnings kärleksintresse.
* Dok Hudson: En klok och respekterad gammal Hudson Hornet som är en före detta championracer. Han mentorer Lightning och blir en fadersgestalt för honom.
Andra viktiga tecken:
* Ramone: En cool, lila customizer som ger Lightning ett nytt målarjobb.
* Luigi: En nervös däckförsäljare med italiensk accent som är vän med Guido.
* Guido: En hårt arbetande gaffeltruck med italiensk accent som hjälper Luigi i däckverkstaden.
* Sheriff: En sträng, blå pickup som håller lugnet i Radiator Springs.
* Flo: En pigg, rosa bärgningsbil som driver bensinstationen.
* Fillmore: En hippieliknande Volkswagen-buss som kör en naturlig bensinstation.
* Sarge: En jeep från andra världskriget som äger en militär överskottsbutik.
* Mack: En stor, blå semitrailerbil som är Lightnings transportör.
Antagonister:
* Chick Hicks: En cynisk, gul racer som är Lightnings rival.
* Kungen: En legendarisk racer som till en början är antagonistisk mot Lightning men så småningom blir en vän.
* Professor Z: En skurkaktig, zombifierad bil som vill ta över världen i *Cars 2*.
Nya karaktärer i "Cars 3":
* Jackson Storm: En snygg, nästa generations racerbil som är Lightnings nya rival.
* Cruz Ramirez: En begåvad, ung racerbil som blir Lightnings tränare.
Den här listan är inte uttömmande, eftersom det finns många andra stödjande och återkommande karaktärer i Cars-universumet.