La famille Simpson est composée de cinq membres :
Homer, père de famille aimant et amoureux mais également fainéant, inconscient, stupide et immature. Sa principale occupation est de regarder la télévision en buvant une Duff, sa bière fétiche. Il est également obnubilé par la nourriture, notamment par les côtes de porc, son plat préféré. Il travaille à la centrale nucléaire de Springfield en tant que responsable de la sécurité mais passe ses journées à dormir.
Marge, femme au foyer consciencieuse à la voix éraillée. Plus calme et plus réfléchie, elle assure un équilibre avec le côté impulsif de son mari.
Bart, petit garçon de dix ans plus intéressé par les bêtises que les études. Il joue les pires tours à son père et au personnel de son école. Charismatique, enjoliveur et meneur, il est le contraste de sa s½ur Lisa avec qui il est souvent en conflit.
Lisa, fillette de huit ans surdouée au grand sens moral. Assoiffée de connaissance, Lisa est également passionnée de musique et joue du saxophone. Écologiste et féministe, ses convictions politiques sont clairement démocrates et plutôt libérales. Lisa incarne souvent la voix de la raison dans la série, mais elle est rarement écoutée car les gens de son âge la trouvent ringarde.
Maggie, l'éternel bébé de la famille. Agée de un an, Maggie ne sait pas parler mais elle est cependant parfaitement consciente de tout ce qui se passe autour d'elle.
La famille possède également deux animaux de compagnie : le chien Petit Papa Noël, plutôt proche de Bart, et le chat Boule de Neige, plutôt proche de Lisa.
La série contient également un très grand nombre de personnages secondaires et tertiaires que ce soit des collègues de travail, des voisins, des amis, des camarades de classes, ou des célébrités du coin. La personnalité de la plupart de ces personnages s'est très développée au fil des saisons, et beaucoup d'entre eux se sont vu dédier au moins un épisode. Selon Matt Groening, ce foisonnement de personnages leur a été fortement inspiré par la série comique Second City Television[1].
De plus, de nombreux épisodes mettent en scène des caricatures de personnalités réelles, certaines de ces célébrités ont même accepté de prêter leur voix à leur propre personnage (par exemple Tom Jones, George Harrison, Pierce Brosnan, Justin Timberlake, le groupe The Ramones et même Michael Jackson sous le surnom de John Jay Smith).
Malgré les traces du temps qui passe comme les vacances, les fêtes ou les anniversaires, les personnages ne vieillissent jamais. Cependant, ils évoluent tout de même : certains meurent, d'autres se marient ou divorcent, d'autres encore voient leur famille s'agrandir avec la naissance d'enfants. Les personnages ont tous en commun une particularité physique : ils possèdent quatre doigts à chaque main (une convention classique du cartoon), mis à part Dieu. Bon nombre des personnages de la série sont gauchers, dont Bart Simpson[2], tout simplement car l'auteur de la série, Matt Groening, est gaucher.