Personnage central de la série, Leonard est physicien. De sa bande d'amis, c'est celui qui assume le moins son statut de geek et il essaye d'avoir des comportements normaux notamment face à Penny, même si il est souvent maladroit. C'est le plus sociable de la bande de geek. Il est rapidement tombé amoureux de Penny et rêve d'avoir des enfants intelligents et beaux avec elle, alors que Sheldon lui soutient qu'il n'a aucune chance.

C’est le meilleur ami et colocataire de Leonard. Il est physicien lui aussi et est supposé être le plus intelligent de la bande, le plus socialement inepte aussi. Il accepte totalement son statut de geek et se livrait a des expériences sur les lazers lorsqu'il était enfant avant d'être repris en charge par le gouvernement et envoyé en pension. Il allait à l'université à l'âge de onze ans. Il démontre aussi des signes de troubles obsessionnels compulsifs, en allant ranger l'appartement de Penny en pleine nuit ne pouvant supporter qu'un désordre pareil existe aussi proche de chez lui.

Sheldon est un peu l'extra-terrestre de la série. C'est lui qui est à l'origine des situations les plus drôles et qui a le comportement le plus délirant.

Wolowitz est un ingénieur qui a envoyé une sonde qui orbite autour de Jupiter pour prendre des photos haute résolution. Malgré son statut de geek assumé, il est assez entreprenant avec les femmes et essaye de draguer Penny en lui parlant en plusieurs langues. Il en connait au moins six, l'anglais, le français, le mandarin, le russe, l'arabe et le persan. Il connait aussi le klingon (une langue issue de Star Trek), la bande s'adonnant à des parties endiablées de boggle klingon. Wolowitz a un style vestimentaire très particulier avec des vêtements très près du corps, col haut et jeans slim. Il porte aussi la coupe au bol. C'est le plus farfelu de la bande.

Raj est le meilleur ami de Wolowitz. Il est considéré par les femmes pour avoir un grand don d'écoute, mais cela vient du fait qu'il est incapable de parler aux femmes, proche de femmes et même parfois aux hommes effeminés. Il peut cependant parler aux femmes lorsqu'il boit de l'alcool, et se transforme alors en un personnage tout autre, sorte d'alter ego Casa Nova de Rajesh...

Il aime les contines indiennes de son enfance mais n'est pas spécialement friand de nourriture indienne.

La nouvelle voisine de nos deux compères est une jeune américaine moyenne, originaire du Nébraska et qui vient tenter sa chance en Californie pour devenir actrice. En attendant, elle travaille comme serveuse dans la chaine de restauration rapide The Cheesecake Factory, et a déménagé après sa séparation avec son ex-petit ami de quatre ans : Kurt.

Elle est tout à fait au courant du statut de geek de Leonard et Sheldon, mais décide de rester amie avec eux.