Personaggi principali:
* Saetta McQueen: Un'auto da corsa rossa e arrogante che impara l'umiltà e l'amicizia nel corso della serie.
* Mater: Un carro attrezzi arrugginito e di buon carattere, il migliore amico di Lightning. È noto per le sue esilaranti disavventure e il suo accento del sud.
* Sally Carrera: Un'elegante Porsche blu che possiede un bar a Radiator Springs ed è l'interesse amoroso di Lightning.
* Dott Hudson: Un vecchio Hudson Hornet saggio e rispettato, ex campione di corse. Fa da mentore a Lightning e diventa per lui una figura paterna.
Altri caratteri importanti:
* Ramone: Un fantastico personalizzatore viola che dà a Lightning una nuova verniciatura.
*Luigi: Un venditore di pneumatici nervoso, con accento italiano, amico di Guido.
* Guido: Un laborioso carrello elevatore dall'accento italiano che aiuta Luigi al gommista.
* Sceriffo: Un severo camioncino blu che mantiene la pace a Radiator Springs.
* Flo: Un impertinente carro attrezzi rosa che gestisce la stazione di servizio.
* Riempi altro: Un autobus Volkswagen stile hippie che gestisce una stazione di rifornimento naturale.
* Sergente: Una jeep della Seconda Guerra Mondiale che possiede un negozio di eccedenze militari.
* Mack: Un grande semirimorchio blu che trasporta Lightning.
Antagonisti:
* Chick Hicks: Un cinico pilota giallo che è il rivale di Lightning.
* Il Re: Un pilota leggendario che inizialmente è antagonista nei confronti di Lightning ma alla fine diventa un amico.
* Professore Z: Un'auto malvagia e zombificata che vuole conquistare il mondo in *Cars 2*.
Nuovi personaggi in "Cars 3":
* Jackson Storm: Un'elegante macchina da corsa di nuova generazione che è la nuova rivale di Lightning.
* Cruz Ramirez: Una giovane macchina da corsa talentuosa che diventa l'allenatore di Lightning.
Questo elenco non è esaustivo, poiché ci sono molti altri personaggi secondari e ricorrenti nell'universo di Cars.