オールスパークを求めて惑星サイバトロンからやってきた地球外生命体。魂とも呼ぶべきスパークを内蔵し、金属から構成されたボディを持った金属生命体（超ロボット生命体）である。降り立った惑星の環境に適応するためにトランススキャンと呼ばれる能力を持ち、質量がほぼ一致する様々な物体の姿に外見から内部構造、機能にいたるまで擬態することができる。トランススキャン能力は自由に変更が可能であり、新たな対象をスキャンして取り込むことも、過去のデータを任意に引き出して使用することもできる。また偽装用として、車内や機内に3次元映像の乗員を投影することも可能である。
オートボット（Autobots）

オールスパークを求めて地球にやってきた正義のトランスフォーマー軍団で、惑星サイバトロン復興のためオールスパーク捜索に尽力。軍団名は「自律型ロボット生命体（Autonomous Robotic Organisms）」が由来。
ラチェット / Ratchet
声 - ロバート・フォックスワース / 吹き替え - 浦山迅IDナンバー - MA-02軍医兼科学者。黄緑がメインのハマー・H2のレスキュー車に変形。手術用のハンマーや回転カッターなどを巧みに使ってディセプティコンと戦った。ややデリカシーに欠ける一面も持っている。ラチェットが変形するレスキュー車は実在するものではなく、映画スタッフが改造した架空のレスキュー車である[11]。
ジャズ / Jazz
声 - ダリウス・マッカリー / 吹き替え - 楠大典IDナンバー - MA-04副司令官。[注 2]シルバーのポンティアック・ソルスティスGXPに変形。全員インターネットから人間言語を学習したが彼はスラング混じりのそれを学習した。メンバーの中では最も小柄だが、臆せず敵に挑む。バンブルビーがセクター7に捕まった際にもバンブルビーのことを心配するなど仲間想いな一面も見せる。その性格ゆえ、復活を遂げたメガトロンにも体術で挑みかかる。
アイアンハイド / Ironhide
声 - ジェス・ハーネル / 吹き替え - 北川勝博IDナンバー - MA-09武器担当技術兵。黒のGMC・トップキック C4500に変形。オプティマス・プライムとは長い付き合いだが、人間の存在を快く思っていなかった。両腕のキャノンなど重火器を使いこなす戦闘のプロフェッショナル。「You feeling lucky, punk?（今日はツイてるかい、兄ちゃん？）」の台詞は、クリント・イーストウッド演じる『ダーティハリー』の台詞である「Do I feel lucky? Well do ya, punk!（今日はツイてるか?どうなんだクソ野郎!）」のパロディである。
ディセプティコン（Decepticons）

軍団名の「ディセプティコン」は「欺瞞の民」「反逆者」の意味を持つ。オールスパークを狙って地球に侵入した悪のトランスフォーマー軍団であり、オールスパークを悪用して他の惑星の機械を操り支配しようと企む。
スタースクリーム / Starscream
声 - チャーリー・アドラー / 吹き替え - 宮澤正IDナンバー - MD-08メガトロン不在の間、指揮を務めていたNo.2。ロッキード・マーティン・F-22 ラプター（ステルス戦闘機）に変形。NASAの極秘映像に撮影された火星探査機を破壊する謎の生命体の正体はこのスタースクリームとされており、劇中でもプロトフォーム状態の彼が映されている。オールスパーク発見の報告を合図にディセプティコンを招集する。旧シリーズとのデザインの違いが最も顕著なキャラクターであるが、胸部に機首が来る、両腕に火器を装備している、背中に翼があるなど細部の意匠は受け継いだものになっている。本作品に登場するディセプティコンで唯一生還した。
ブラックアウト / Blackout
IDナンバー - MD-01シコルスキー・MH-53 ペイブロウ（軍用ヘリコプター）に変形。本作品に登場するトランスフォーマーでは一番大柄。多彩な武器を持ち、特にプラズマキャノンは放射線状に拡散して広範囲を薙ぎ払う強力な武器である。他にも胸部に格納されたキャノン砲や、格闘戦の際に展開される手首のローターブレードがある。