• Thomas: Thomas es una locomotora número 1 que vive en una gran estación en la isla de Sodor. Es un de mejillas grandes, con seis pequeñas ruedas y una pequeña caldera. Al principio su trabajo consistía en la derivación de los carros y camiones de los trenes más grandes. Anhelaba más importantes puestos de trabajo, como tirar el tren expreso como Gordon, pero su inexperiencia se lo impedía. Finalmente, fue el responsable de salvar a James después de un accidente, y Sir Topham Hatt decidió que era una locomotora realmente útil, y listo para manejar en una vía propia. Se quedó a cargo de esta línea desde entonces. Sus amigos más cercanos son Annie y Clarabel, sus dos carros. Es también muy buen amigo de Percy, Toby, Edward, y su sustituto Duck.

• Edward: Al igual que James, es un motor de tráfico mixto, lo que significa que puede tirar fácilmente carros de carga o de pasajeros, aunque prefiere el flete. Está siempre dispuesto a ayudar a un amigo en necesidad: los motores más jóvenes siempre pueden contar con él para pedir consejos y auxilios. Trabaja duro y siempre hace todo lo posible para conseguir un trabajo bien hecho. Sin embargo, las grandes locomotoras tienden a verlo como anticuado y lento. Es cierto que él es el más antiguo tren de Sir Topham Hatt, pero ha demostrado una y otra vez que, a pesar de su edad es totalmente capaz de trabajar tan duro como cualquier otro motor.

• Henry: Aunque es una locomotora muy trabajadora, era bastante propenso a enfermarse o averiarse, pues su fogón era muy pequeño. Tras tener un accidente transportando a un carro de pescados en un viaje nocturno (llamado "Flying Kipper"), Henry fue enviado a Crewe, donde se le reconstruyó en su forma actual y recibió un nuevo fogón, curándose completamente de su enfermedad. Henry corre en la línea principal, puede tirar de autocares y camiones igual de bien, y a veces incluso se hace cargo del recorrido expreso cuando Gordon no está disponible.

• Gordon: Pese a ser un poco jactancioso, trabaja duro y fuerte, desempeñando en sus labores lo mejor de sus capacidadades. También es la locomotora más grande y rápida de la isla de Sodor. A veces se burla de los otros, en particular los más pequeños, y ha sido conocido por rivalizar con sus compañeros de línea Henry y James. No obstante, también es rápido para perdonar y, algunas veces, da consejos y asistencia a otros motores. También tiene un ingenio listo. Gordon es por lo general la primera opción para trenes especiales, y tuvo el honor de conducir el Tren Real cuando la Reina Isabel II visitó Sodor. Su gran fuerza significa que también es ávido para transportar carros de mercancías pesadas y para operaciones de rescate, pero él prefiere los trenes de pasajeros.

• James: James es una motor de tráfico mixto, lo que significa que puede tirar tanto de coches de pasajeros como de carga. Está muy orgulloso de su pintura roja y su brillante cúpula de latón, por lo que le gusta permanecer limpio. Odia tirar trenes de carga, y cree que sólo debe ser utilizado para transportar pasajeros. Se ve a sí mismo superior a los otros motores, y puede ser superficial, jactancioso y arrogante, particularmente ante Edward y los motores que le parecen de estilo antiguo, débiles, lentos o sucios. Sin embargo, en varias ocasiones se ha encontrado forzado a aceptar la ayuda de los que ha insultado, y es, extremadamente apologético.

• Percy: Es el más pequeño y más joven de las máquinas de vapor. Sir Topham Hatt le llevó a Sodor cuando se produjo una huelga de trenes debido a la escasez de motores. Las locomotoras más grandes inicialmente trataron de intimidarlo, pero Percy pronto demostró que él era bastante capaz de mantenerse por sí mismo. Después de un tiempo, fue derivado a la Gran Estación, cuando Sir Topham Hatt lo promovió para el tráfico de mercancías en el ramal de Thomas. Cuando no tira carga, transporta el correo e incluso a Annie y Clarabel cuando Thomas está ocupado. Sus mejores amigos son Tomás y Toby. Es bastante experimentado, pero aún de vez en cuando puede ser un poco ingenuo y confiado. Está pintado de verde con rayas rojas, y es el motor número 6.

• Toby: Es un tranvía que trabaja en la misma línea en que corre Thomas. Tiene tapabarros y placas laterales que cubren sus ruedas. Su trabajo principal es el de transportar piedra extraída de la cantera junto a su coche Henrietta, aunque también realiza otras labores. Está pintado marrón, y es el motor número 7. Toby es viejo y sabio, y está siempre dispuesto a compartir su experiencia y conocimientos con otros motores. Es cuidadoso en todo lo que hace, lo que significa que muy pocas veces tiene algún accidente.

• Duck: Aunque su nombre real es Montague, se le dio el apodo de "Duck", que es como todo el mundo lo llama ahora. Es un motor verde que se le dio el número 8, y trabaja de manera eficiente, como parte de la flota del Sir Topham Hatt. En la actualidad dirige su propia rama. Duck está orgulloso de haber corrido en la Gran Línea Occidental, y esto le imprimió en él una fuerte ética de trabajo. Esto puede, sin embargo, ser motivo de fricciones con sus colegas, pues él insiste en que su forma de hacer las cosas ("el Gran Modo Occidental") es la única manera correcta de hacer las cosas, pero otros motores lo comprenden y, en general, lo respetan plenamente.

• Donald y Douglas: Son dos motores gemelos, que llegaron juntos de Escocia y, aunque Sir Topham Hatt esperaba sólo un motor, decidió dejar a ambos en su flota, para lo cual les dio los números 9 y 10, respectivamente, así como sus nombres. Están pintados de color negro, rojo y con placas de oro con su nombre escrito. Si no hubieran arribado a Sodor, Donald y Douglas seguramente habrían sido hechos chatarra. Debido a esto, están muy agradecidos de tener un hogar.

• Emily: Está pintada de color verde oscuro, y tiene grandes ruedas motrices y una cúpula de bronce brillante. Cuando llegó por primera vez a la isla de Sodor, tomó los carros de Thomas, Annie y Clarabel, por error, produciendo la consternación de Thomas. Sin embargo, después de que ella rescatase a Thomas y Oliver de un accidente, Thomas le perdonó. Sir Topham Hatt la recompensó con dos carros sólo para ella. A partir de la octava temporada, ha sido representada como un personaje bastante mandón, lo que a veces puede hacer difícil el trabajo con ella. Aún así, es vista a veces como una "hermana mayor" por motores pequeños como Thomas y Percy.

• Sir Topham Hatt (Que el sobrenombre es "inspector Gordo"): Es un talentoso ingeniero, que ayudó en la construcción de las líneas de Tidmouth, Knapford y Elsbridge en la isla de Sodor, y diseñó el locomotoras que corrían sobre ella. Construyó un puente para conectar Sodor con el continente, así como una serie de ramales y mejoras a las instalaciones ferroviarias. Tras esto, se le nombró Director de la compañía de trenes. Desde entonces, se encarga de todos los motores de Sodor y aparentemente tiene mucho que decir sobre los demás vehículos. Ha supervisado la construcción de varias nuevas líneas y ha participado con la apertura de varias atracciones turísticas en Sodor.

• Annie y Clarabel: Son los dos carros de Thomas. Annie viaja delante y se encarga del transporte de pasajeros, mientras que Clarabel viaja detrás y es capaz de tomar pasajeros, transportar el equipaje y a un guardia. Ellas han sido descritos por el Rev W. Awdry, su creador, como viejas y faltos de pintura nueva. Sin embargo, Thomas las ama y nunca caro se separaría de ellas. No sólo transportan los pasajeros de Thomas, sino que también actúan como sus asesoras y confidentes. En varias ocasiones le han advertido sobre peligros potenciales, y Thomas invariablemente cae en problemas cuando hace caso omiso a sus advertencias. Annie y Clarabel ocasionalmente son tiradas por otros motores como Toby o Percy cuando Thomas está ocupado, quien se preocupa de su seguridad cuando otros motores las tiran.

• Bertie el Autobús: Es un pequeño autobús rojo. Apareció por primera vez al rescatar a los pasajeros de Thomas después que éste se quedara atascado en un ventisquero. Bertie también ha aparecido en varias otras aventuras. Es uno de los más conocidos personajes no ferroviarios en la serie. Es alegre y bullicioso, y aunque goza de un buen grado de rivalidad con los motores, es más común verlo ayudándolos, ya sea transportando a sus pasajeros o prestándoles asistencia cuando las vías del tren están fuera de servicio. Suele retar a Thomas a carreras por los parajes de Sodor.

• Harold el Helicóptero: Es un helicóptero blanco, muy orgulloso de poder volar, y de la velocidad y versatilidad que esto le da. Esto ha dado lugar a rivalidades con los motores, sobre todo en una carrera con Percy, en su primera aparición. A pesar de esto, él es amigo de los ferrocarriles y con frecuencia ha sido capaz de ayudarlos. Es propiedad de la Guardia Costera de Sodor y vive en el aeródromo de Dryaw cerca del ramal de Thomas. Harold mantiene un ojo vigilante sobre la isla en caso de problemas, y a toda velocidad rescata a cualquier persona en peligro.

• Terence el Tractor: Es un tractor oruga anaranjado, del cual Thomas se burló por sus extrañas "ruedas" cuando ambos se concocieron por primera vez. Es algo lento, pero lo suficientemente bueno, para acudir a cualquier lugar, gracias a sus orugas. Se convierte en un buen amigo de Thomas después de que lo ayudó a salir de un atasco en la nieve.

• Lady Hatt: Es la esposa del Sir Topham Hatt, en las nuevas temporadas tiene hijos, aparece en algunos episodios donde se celebran con las locomotoras, como los cumpleaños y la boda.