《變形金剛2》的主要人物包括山姆、米凱拉、擎天柱、大黃蜂、鐵皮等。

1、山姆

擎天柱不希望讓地球處於無人保護的狀態下、任由霸天虎肆虐，於是他向薩姆求助，請求他當汽車人的代言人，去說服人類讓汽車人留下來。薩姆拒絕了，他要上大學，想和別的人一樣過正常的生活。

2、米凱拉

薩姆上了大學，米凱拉憑著和爸爸學的機車修理工的手藝，為一家摩托車店打工，負責修理摩托車。相隔兩地的米凱拉與薩姆平時只能透過影片通話，還時不時的吵吵嘴 。

3、擎天柱

擎天柱不是汽車人唯一一任首領，但他卻是名氣最大的一個。多年前他被“Matrix of Leadership”(值於機器人首領胸中的一種韌體，相當於王冠)選中成為新的首領，他個性謙遜、充滿正義感，是完美英雄的化身。

擎天柱變形後都是一個紅色的卡車頭，只是在卡車頭的設計上有所不同。出眾的指揮領導才能，能夠把汽車人團結在一起，標誌性武器是手中的鐳射槍，在第二集中他的武器升級為灼熱的雙刀。

4、大黃蜂

在汽車人大家族裡大黃蜂算個頭小的，經常被其它同伴當作小弟弟，不過他執行起危險任務可一點不比別人遜色。

他和人類男孩薩姆建立了堅固的友誼，在第二集中薩姆要上大學不能帶大黃蜂去，大黃蜂還為此哭了並鬧了脾氣。影中對大黃蜂的形象塑造非常成功，比原動畫片裡還讓人印象深刻，導演邁克爾·貝曾公開表示自己最喜歡這個角色。

5、鐵皮

鐵皮是擎天柱的老友，在汽車人兄弟中要數他參加的戰鬥最多，他雖然粗野強悍，但本性善良，就像個隨時準備掏槍的牛仔。鐵皮通常負責一些重要人、物的保衛工作，同時也是擎天柱的私人保鏢。