Sarah Connor (Lena Headey)
É a mãe de John Connor, que um dia irá se tornar o líder da resistência humana. As autoridades, porém, a veem como uma demente fugitiva. É capaz de tudo para proteger o filho.
John Connor (Thomas Dekker)
Filho de Sarah, é o futuro líder da resistência humana. Tem apenas 15 anos no início da série. John tem de lugar contra seus sentimentos por Cameron, que é uma andróide (Terminator).
Cameron (Summer Glau)
É uma andróide (Terminator) que John Connor trouxe de volta do ano 2027 com o objetivo de protegê-la. Suas habilidades de modelo ainda não são conhecidas, mas ela pode imitar os maneirismos humanos melhor do que o modelo T-800, além de poder consumir alimentos, algo inédito para andróides.
Derek Reese (Brian Austin Green)
É um combatente da resistência enviado ao passado pelo futuro John Connor. É o irmão mais velho de Kyle Reese, pai de John, e tio paterno do garoto. Ele sabe de Cameron no futuro, mas ainda não confia nela e torna-se paranóico cada vez que ela está por perto.
Catherine Weaver (Shirley Manson)
É uma andróide (Terminator) disfarçada de CEO de uma empresa de alta tecnologia chamada ZeiraCorp. Se assemelha a T-1001, e graças a sua forma de metal líquido, ela muda de forma mais rápida e facilmente.
James Ellison (Richard T. Jones)
É um agente especial do FBI que persegue Sarah Connor. É intrigado com a estranha história de Sarah, mas mais tarde passa a recolher provas inexplicáveis dos andróides (Terminators) e gradualmente percebe a verdade.
