演員：
人類
薩姆·沃辛頓(SamWorthington)——傑克·薩利(JakeSully)
傑克·薩利：《阿凡達》男主角，退伍的傷殘地球兵，被徵召到潘多拉星球參加一個“阿凡達”的科研專案，結果愛上了這裡的納美族公主，陷入兩難境地。
西格妮·韋弗(SigourneyWeaver)——格蕾絲·奧古斯汀博士(Dr.GraceAugustine)
格蕾絲·奧古斯汀博士：理想主義的植物學家，“阿凡達”計劃的首席科學家，她發明“阿凡達”的初衷是想與納美人和平交往。某種程度上她擔當了男主角傑克·薩利的母親和導師。
喬瓦尼·瑞比西(GiovanniRibisi)——帕克·塞弗裡奇(ParkerSelfridge)
帕克·塞弗裡奇：RDA公司在潘多拉專案的負責人，為人陰險，如同一個無良的房地產發商。
米歇爾·羅德里格茲(MichelleRodriguez)——楚迪·查肯(TrudyChacon)
楚迪·查肯：軍隊退役女飛行員，負責將科學家們從基地運到他們偏遠的“阿凡達”實驗室。同情納美人，後來倒戈幫助傑克和納美人。
斯蒂芬·朗(StephenLang)——邁爾斯·誇奇上校(ColonelMilesQuaritch)
邁爾斯·誇奇上校：他是潘多拉星球人類安全部隊指揮官，負責RDA公司在潘多拉星球基地的安全。他來潘多拉的第一天就被這個星球上的猛獸襲擊了，從而在臉上留下了傷疤，因此他對這個星球的生物充滿敵意。他是本片的大反派。
喬·大衛·摩爾(JoelDavidMoore)——諾姆·斯貝爾曼(NormSpellman)
諾姆·斯貝爾曼：生物學家，研究植物和自然生態，也是“阿凡達”計劃的科學家。
納美人
佐伊·索爾達娜(ZoeSalda~na)——妮特麗(Neytiri)
妮特麗：《阿凡達》女主角，潘多拉星球土著納美族Omaticaya部落的公主，因為傑克·薩利的勇敢而愛上他。這一角色完全由電腦生成製作，但也離不開佐伊·薩達娜的表演。
CCH龐德(CCHPounder)——Mo"at
Mo"at：妮特麗的媽媽，納美族Omaticaya部落酋長的妻子。
韋斯·斯塔迪(WesStudi)——Eytucan
Eytucan：納美族Omaticaya部落酋長，Mo"at的丈夫，妮特麗的爸爸。
拉茲·阿隆索(LazAlonso)——Tsu"Tey
Tsu"Tey：潘多拉最好的納美族戰士。未來的酋長接班人。
演員：
人類
薩姆·沃辛頓(SamWorthington)——傑克·薩利(JakeSully)
傑克·薩利：《阿凡達》男主角，退伍的傷殘地球兵，被徵召到潘多拉星球參加一個“阿凡達”的科研專案，結果愛上了這裡的納美族公主，陷入兩難境地。
西格妮·韋弗(SigourneyWeaver)——格蕾絲·奧古斯汀博士(Dr.GraceAugustine)
格蕾絲·奧古斯汀博士：理想主義的植物學家，“阿凡達”計劃的首席科學家，她發明“阿凡達”的初衷是想與納美人和平交往。某種程度上她擔當了男主角傑克·薩利的母親和導師。
喬瓦尼·瑞比西(GiovanniRibisi)——帕克·塞弗裡奇(ParkerSelfridge)
帕克·塞弗裡奇：RDA公司在潘多拉專案的負責人，為人陰險，如同一個無良的房地產發商。
米歇爾·羅德里格茲(MichelleRodriguez)——楚迪·查肯(TrudyChacon)
楚迪·查肯：軍隊退役女飛行員，負責將科學家們從基地運到他們偏遠的“阿凡達”實驗室。同情納美人，後來倒戈幫助傑克和納美人。
斯蒂芬·朗(StephenLang)——邁爾斯·誇奇上校(ColonelMilesQuaritch)
邁爾斯·誇奇上校：他是潘多拉星球人類安全部隊指揮官，負責RDA公司在潘多拉星球基地的安全。他來潘多拉的第一天就被這個星球上的猛獸襲擊了，從而在臉上留下了傷疤，因此他對這個星球的生物充滿敵意。他是本片的大反派。
喬·大衛·摩爾(JoelDavidMoore)——諾姆·斯貝爾曼(NormSpellman)
諾姆·斯貝爾曼：生物學家，研究植物和自然生態，也是“阿凡達”計劃的科學家。
納美人
佐伊·索爾達娜(ZoeSalda~na)——妮特麗(Neytiri)
妮特麗：《阿凡達》女主角，潘多拉星球土著納美族Omaticaya部落的公主，因為傑克·薩利的勇敢而愛上他。這一角色完全由電腦生成製作，但也離不開佐伊·薩達娜的表演。
CCH龐德(CCHPounder)——Mo"at
Mo"at：妮特麗的媽媽，納美族Omaticaya部落酋長的妻子。
韋斯·斯塔迪(WesStudi)——Eytucan
Eytucan：納美族Omaticaya部落酋長，Mo"at的丈夫，妮特麗的爸爸。
拉茲·阿隆索(LazAlonso)——Tsu"Tey
Tsu"Tey：潘多拉最好的納美族戰士。未來的酋長接班人。