主要登场人物叶文洁汪淼史强常伟思杨冬丁仪伊文斯 罗辑章北海弗里德里克·泰勒曼努尔·雷迪亚兹比尔·希恩斯庄颜东方延绪 云天明程心米哈伊尔·瓦季姆托马斯·维德艾AA智子关一帆 （以上按照出场顺序）部分角色简介
叶文洁：（《三体》）物理学家叶哲泰的女儿，父亲坚持不肯向非理性的狂热屈服而被批斗致死 ，她在那个极端年代里的悲惨遭遇 ，使善良而温和的她对人性失去信心 ，由于她在天体物理学上的非凡成就，得以与外太空的另一种生命发生联系 ，她以冷酷的理性向三体人发送信号并把其引到地球 ，初衷是借外星人的力量毁灭人类，她在理性思考人性本质的同时，一直处于对自己的道德批判中，但短暂的动摇很快就被她看到的人们的丑恶打消了，她对人性恶的一面的理性思考使她陷入深重的精神危机，而这种精神偏执促使她成为地球三体组织的领导者。（《黑暗森林》）她基于半生心血总结出宇宙社会学的公理，并首先提出猜疑链、技术爆炸两个重要概念，启发了罗辑发现宇宙奥秘 。
汪淼：（《三体》）物理学教授 ，他经由申玉菲进入科学边界，并开始了解“三体”游戏里虚拟的文明，他领导研究的纳米材料还为地球防卫军获得ETO情报提供了技术支持。
史强：（《三体》）从未仰望过星空的粗俗警察，具有世俗智慧和原始生命力，展示出惊人的自信和能量，他观察敏锐、果敢决绝，具有极强的行动能力，凭借多数人都拥有的“常识”，以顽强的技能求得生存，史强如定海神针一般稳固理性者汪淼的信心，并带领陷入了绝望的科学家去见识蝗虫肆虐的景象，使他们领悟到“虫子”的顽强和重获希望 。在拦截ETO的轮船行动中，提出利用汪涵所研究纳米材料进行对轮船的切割（因为ETO与“主”的对话都储存在电脑中，一般的拦截方式会导致ETO在人们进入船内部之前将资料销毁。而纳米材料切割可以复原)同时他还提到行动要在白天进行，且纳米材料的间距要小于50厘米，为了保证船上的ETO成员到能被切死，史强因此被一位在场的美国女军官称为“魔鬼”。（《黑暗森林》）他成为罗辑的保护者 ，又一次次大显身手，数次拯救罗辑的生命，并通过冬眠计划跨越到两百年后，继续稳定着未来世界 。
罗辑：（《黑暗森林》）一名与严肃和敬业很不相称的学者，有天文学和社会学双重学位，常常以投机取巧为手段，玩世不恭、没有责任心，对学者的使命感抱着一种嘲笑的态度。成为被赋予拯救人类重要使命的面壁者时，他想到的是利用这个机会为自己好好享受创造一个安乐窝，他既对人类的命运并不在意又信仰爱情，既意志力极强又逃避承担重大历史责任，但处在置身事外角度的他最终抛开情感因素，冷静思考，推演出宇宙黑暗森林状态，从而找到威慑三体人的方法 。（《死神永生》）罗辑作为执剑人度过了孤独的一生，在将控制器交给程心后随即遭到逮捕，后来他在冥王星守着记忆中的一幅画逝去。
章北海：（《黑暗森林》）太空军的政工军官，处于末日战斗最前线的他动心忍性、城府极深，也是一个最坚定的逃亡主义者 ，他“信念坚定、眼光远大又冷酷无情，行事冷静决断，平时严谨认真，但在需要时可以随时越出常轨，采取异乎寻常的行动”，其思想隐藏深、耐心足、行动果决，为了推进未来太空军的发展方向，不惜精心策划除掉影响决策的保守“老航天”，不过章北海对以人的主观能动性赢取未来战争的坚定信念背后，却是在科学进展停滞的前提下人类与三体人正面碰撞必败的理性判断，因而他寻觅机会利用冬眠技术来到两百年后，成功劫持一搜太空舰逃离以为人类保存文明火种 。他为了保存人类最后的火种可以不惜毁灭同行者，因在最后一刻犹豫了半秒，最终沦为同类的盘中餐 。
云天明：（《死神永生》）身患癌症的他一出场就注定死去，而且在死前被剥夺了爱、亲情等一切与生有关的渴望，亲人希望他安乐死以减轻生活负担，世上唯一爱的人却希望取出他的大脑用于人类的太空实验 ，因为恋慕的大学同窗程心所托，云天明放弃安乐死孤身进入太空，在三体舰队中获得了一些关于科技等的讯息，并以童话隐喻的形式传回地球。
程心：（《死神永生》）在行星防御部门工作的程心提出了以核弹推进飞船的阶梯计划，直接促使云天明“献脑”参与该项目；因为云天明送给她的一颗恒星 ，程心被以联合国为代表的全人类选择为执剑人罗辑的继任者，她代表对人类爱的力量的信仰，在面对危机时，她不会发出坐标毁灭三体世界，败给了无爱的三体人 。程心在艾AA帮助下建立星环集团，扶持托马斯·维德等人的光速飞船研究 ，面对自己公司与全世界的对抗，程心不假思索地要求维德停止抵抗，但是这一决定堵死了人类制造光速飞船的最后一条路，导致在打击到来时人类全部覆灭 。
