ヒルバレーに住む、ロックスターに憧れる高校生。両親、兄、姉と暮らし、さえない日々にうんざりしている。ある日、友人の"ドク"ことエメット・ブラウン博士に呼び出され、タイムトラベル実験の手伝いをすることに。その最中にアクシデントが起こり、偶然1955年にタイムトラベル。その先で若き日の両親に出会う。
エメット・ブラウン博士、通称 "ドク"。変わり者の科学者で、マーティの友人。デロリアンを改造し、タイムマシンを発明する。マーティに手伝ってもらいタイムトラベル実験を行っていたところ、命の危機にさらされる。1955年にタイムトラベルしてきたマーティに助けを求められ、彼を未来に帰すために協力する。
マーティの母。男女交際にも否定的な堅物。1955年、高校生の彼女は奔放な性格で、偶然出会ったマーティに一目ぼれしてしまう。
マーティの父。うだつの上がらない気弱な性格。1955年、高校生の時にタイムトラベルしてきたマーティと偶然出会う。ロレインに好意を持っているが、気弱な性格ゆえに彼女を覗き見することしかできない。
ジョージやロレインと同級生の不良。乱暴で自分勝手な性格。ロレインに気があり、自分のものにしようとするが、彼女には迷惑がられている。ジョージのことをいつもいじめている。
マーティのガールフレンドで、彼のよき理解者。マーティの音楽の才能を信じており、レコード会社で働く叔父が彼の演奏を聴けるように働きかける。
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