《机器猫》主要的角色有机器猫、大雄、静香、胖虎、小夫。其实机器猫只是中国大陆的叫法，在其他地方更多叫它哆啦A梦。机器猫是一个心肠好，乐于助人的机器猫。每次大雄遇到困难，他总会从它的百宝袋掏出工具来帮助大雄。虽然有时会用愚蠢的方法来帮助大雄，但是还是大雄最好的伙伴。当它吃不到铜锣烧或人们叫他狸猫时，他的脾气就会非常暴躁。

大雄是是一个单纯天真的个乐天派 ，成天吊儿郎当地混日子。还是一个倒霉蛋，他最幸运的地方大概就是遇到了机器猫。大雄的缺点非常的多，性格懦弱，胆子很小，经常受人欺负，遇到问题只知道逃避。经常一激动就会乱说大话但是随后就会哭着去求机器猫，这让机器猫很头痛，但是机器猫都会帮助大雄帮大雄想办法解决。

静香是大雄的青梅竹马，也是大雄未来的妻子。她不仅聪明乖巧、成绩优秀，还心地善良，也是大雄的同班同学。

胖虎是一个任性，蛮横，又贪婪的孩子王。因为块头大，经常仗势欺人，总是把的东西占为己有，借给他的东西从来没还过。虽然是一个非常霸道的人，却出乎意料的重视友情。天生五音不全，有着*猪般的歌喉 ，想成为歌星。经常强迫大家来听他的演唱会，胖虎的歌声是大家的噩梦。

小夫雄的同班同学，富家子弟，长得像只狐狸还十分的自恋，他平时喜欢吹牛，大多情况下自我感觉过分良好，但是却对自己的身高太矮小感到苦恼。