El viajero a través del Tiempo
H.G. Wells pinta al protagonista como un hombre con ojos grises y un rostro "habitualmente pálido", y sobre él apunta que "era una de esas personas demasiado inteligentes para ser creídos; con él teníase la sensación de que nunca se le percibía por entero; sospechaba uno siempre en él alguna sutil reserva, alguna genialidad emboscada, detrás de su lúcida franqueza"
Los eloi
Los eloi son los seres que habitan la superficie del planeta Tierra en el año 802.701. El Viajero a través del Tiempo los describe como seres de una estatura de 1.20 metros, vestidos con túnicas púrpuras ceñidas al talle por un cinturón de cuero, y al protagonista le impresionan "la belleza y la gracia de aquel ser". Viven de una forma despreocupada, sin trabajar y alimentándose de los frutos que les da una tierra sin malas hierbas, jugando y amándose durante todo el día y sin indicios de padecer enfermedad alguna, si bien tienen un miedo terrible a la oscuridad.
Weena
Weena es una eloi a la que el Viajero a través del Tiempo rescata cuando está a punto de ahogarse, gesto que agradecerá acompañando al protagonista a todas partes, salvo cuando se adentra en los territorios temidos por estos seres. El aventurero agradecerá la compañía de este personaje y pronto se creará un vínculo afectivo entre ambos, gracias a las continuas muestras de ternura de Weena, uno de los pocos comportamientos elogiables en el nuevo mundo, en el que la vida de los demás no parece tener mucho valor y en el que la única forma de enfrentarse a los miedos es aglomerarse en lugares aparentemente seguros.
Los morlocks
Si los eloi son gráciles, vegetarianos e inofensivos, los otros habitantes del planeta, los morlock, se caracterizan por su fealdad y su ferocidad. "Era de un blanco desvaído, y que tenía unos ojos grandes y extraños de un rojo grisáceo, y también unos cabellos muy rubios que le caían por la espalda", dice el viajero cuando tropieza por primera vez con una de estas criaturas, sobre las que a continuación apunta: "¡Aquel ser se asemejaba a una araña humana!" Habitan el subsuelo del planeta, en total oscuridad, por lo que tienen unos ojos "de un tamaño anormal y muy sensibles", y tienen una serie de pozos de ventilación que les permiten salir al exterior de cacería en las noches sin luna
Otras criaturas
Una vez dejado muy atrás el mundo de los eloi y los morlock, el viajero pone rumbo hacia el fin de la humanidad, donde el paisaje está dominado por unas criaturas semejantes a cangrejos y mariposas gigantes. Además, percibe una extraña criatura marina que le infunde terror y le lleva a regresar a su época, es decir, a finales del siglo XIX.
Los amigos del viajero
El Viajero a través del Tiempo hace la presentación de su invento y narra sus aventuras a una serie de personas que representan a la sociedad de finales del siglo XIX, la mayoría de ellos escépticos y preocupados por la actualidad científica y social de la época. Entre estos personajes está Filby, "un personaje polemista de pelo rojo", un psicólogo, un corregidor, un doctor, y varios periodistas, entre otros, así como el propio narrador-transcriptor del relato.
