馬蒂·麥佛萊
馬蒂·麥佛萊是回到未來系列的主角，由迈克尔·J·福克斯飾演，動畫系列中由David Kaufman配音，遊戲系列裏由A.J. Locascio配音。在2008年，馬蒂·麥佛萊被帝國雜誌選為最佳電影角色之一，排名第39。 電影裏沒有提及馬蒂和博士認識的經過，據第一集劇本的草稿記述，1983年，博士在馬蒂的車庫出現，請馬蒂清潔博士的車庫，每週的酬勞是50元美金，並免費啤酒和他的唱片收藏，但這解說不為大部份影迷接受。
2015年，馬蒂已和珍妮花結婚，並育有一對孿生子女：馬蒂·麥佛萊二世和瑪蓮·麥佛萊，於1998年4月28日出生。他的好友博士向他展示他的新發明—時光車，碰巧利比亞恐怖份子前來追討博士偷的鈽元素，馬蒂為躲避追殺，跳上時光車逃跑，意外地回到1955年。
他偶遇年輕時的父親佐治，干預了原本佐治和母親羅蘭相遇的歷史，令羅蘭轉而愛上了自己。他去找當時的博士，向他解釋他是來自未來的，博士原本不相信他，直至他道出博士頭部受傷的經過，博士才相信他。博士問他曾遇上甚麼人，馬蒂驚見他的哥哥從他和兄姊的合照中逐漸消失，博士恍然若馬蒂再不修正歷史的話，他和姐姐也會接續消失。
馬蒂去他的父母就讀的中學，介紹羅蘭給佐治認識，但她眼中只有馬蒂，沒有理會佐治。博士驚悉羅蘭喜歡的人不是佐治，而是馬蒂。
馬蒂不停纏繞佐治，說服他帶羅蘭去學校舞會。馬蒂想到「英雄救美」之策，自己要假裝佔羅蘭便宜，然後佐治救她，讓羅蘭愛上佐治。但過程中被畢夫介入，馬蒂被困在結他手的車尾箱內，結他手替馬蒂解困時不慎割傷了手指，不能演奏。馬蒂眼見照片裏的兄姊逐漸消失，自薦當結他手，讓舞會能順利進行。
舞會中，羅蘭被另一名男生搶去，台上的馬蒂無法繼續演奏，他看見照片裏的自己正在消失，只能希望佐治會救羅蘭。幸好佐治最後救回羅蘭，並相吻，馬蒂才能避免消失，馬蒂爭取在舞台上表演的機會，以喜愛的歌曲「Johnny B. Goode」作終結。
馬蒂趕去鐘樓和博士合作，利用閃電助時光車穿越時空，馬蒂終於回到了1985年。
馬蒂醒來後，發現他的父親由懦弱的小上班族成為一位成功的作家，原本在快餐店打工的哥哥變成成功人士，而保守的母親則變得開放，接受了珍妮花。正當馬蒂又驚又喜之時，博士突然出現，說馬蒂未來的小孩出了問題，要馬蒂帶同珍妮花去2015年挽救。
馬蒂、珍妮花和博士去了2015年。馬蒂的兒子（小馬蒂）被畢夫的孫子葛夫慫恿，與葛夫黨進行偷竊，小馬蒂婉拒不果，只好跟他們一起進行偷竊，最後小馬蒂被捕及判監15年，瑪蓮麥佛萊劫獄，結果被判監20年，馬蒂來2015年的目的就是阻止這一連串事件發生。馬蒂假扮小馬蒂拒絕葛夫，經過一番爭鬥後，葛夫黨被捕，小馬蒂得以避免判監的命運，但兩個馬蒂的出現引起了畢夫的注意。馬蒂買了一本記錄由1950年至2000年中所有體育賽事結果的年鑒，打算回到1985年後以助下賭注，博士斥責一番後把年鑒扔進了垃圾桶，被畢夫撿起。
昏睡了的珍妮花被警察送去未來的馬蒂家，為免珍妮花碰上未來的自己，馬蒂和博士又去了馬蒂家，但最終珍妮花還是碰上了自己而驚訝至暈倒。未來的馬蒂因為30年前的車禍受傷而無法再彈結他，不能成為搖滾歌星，成為小上班族，又因無法忍受被看扁，違規致被解僱，未來的馬蒂看著自己一直喜愛的結他 ，很是沮喪。另一邊廂，馬蒂和博士及時帶走珍妮花，回到1985年。
馬蒂回到1985年後，發現所有事都改變了，山谷市成了無法無天的賭場地獄，整個市鎮由畢夫管制，馬蒂的父親甚至在1973年被畢夫暗殺，馬蒂的母親成為畢夫的妻子，終日酗酒。馬蒂發現原來2015年的老畢夫奪了年鑒並偷了時光機，回到1955年把年鑒給了當時的自己，畢夫以年鑒下賭注成為富翁。馬蒂冒險問畢夫有關年鑒的事，被畢夫追殺，幸好博士及時來到，救了馬蒂後再度回到1955年。
馬蒂的打扮不能太引人注目，一方面避免碰上自己，另一方面較易從畢夫手上奪回年鑒。馬蒂一直留在畢夫的車上，等待機會奪回年鑒。馬蒂追蹤至學校，多次幾乎碰上自己，年鑒又被混亂，困難重重。馬蒂剛奪回年鑒，被畢夫黨發現，他們追尋至舞會，看見在舞台上演奏的另一個馬蒂，打算等另一個馬蒂演奏完畢後揍他一頓。馬蒂為免另一個馬蒂被擾，要令畢夫黨無法襲擊馬蒂，但又不能讓另一個馬蒂碰上自己。經過一番努力後，終於成功。馬蒂在校門外看另一個自己和羅蘭道別的情景，卻因此給畢夫發現，馬蒂惹上麻煩，被畢夫發現他偷取了年鑒。馬蒂告訴博士，他們追蹤畢夫至隧道，馬蒂快要奪回年鑒時被畢夫發現，一場飆車追逐後，馬蒂成功奪回年鑒，又被畢夫追討，最後博士來拯救了馬蒂。
馬蒂燒燬了年鑒，看見他的父親被謀殺的新聞變了，他們正準備回到未來時，閃電擊中了時光車，博士被送去1885年。博士離開後不久，一名郵差送來一封來自70年前的信，馬蒂去找1955年的博士，博士受驚過度暈倒。
馬蒂把暈倒了的博士帶回博士家。醒來的博士對昨晚的事印象模糊，但記得馬蒂回到未來後，看見另一個馬蒂自稱從未來回到1955年。馬蒂醒來，博士被嚇到不知所措，馬蒂遂給博士看未來的博士於1885年寫的信。博士助馬蒂修理時光車，馬蒂回到1885年。
到達1885年，馬蒂被一群印第安人追殺，馬蒂把時光車駛進洞穴。他正準備離開時，被熊追趕，馬蒂不顧一切地逃跑，結果滾下山崖，被他的祖先西密斯·麥佛萊救起。馬蒂醒來時，發現自己身在麥佛萊農場。馬蒂撒謊自稱名叫「克林·伊斯威特」。西密斯熱情款待馬蒂，西密斯的妻子看不過眼，她認為他不應對陌生人太好，但西密斯覺得自己應幫助馬蒂，感到馬蒂好像是跟自己有血緣關係。
馬蒂去了山谷市找博士，卻遇上同樣正在尋找博士的布福·譚能，馬蒂不小心得罪了布福，被布福追殺，幸博士及時來到，馬蒂才免被勒死。馬蒂告訴博士他將被射殺，墳墓上刻有「克萊拉•克萊頓」，馬蒂堅信這是博士的女朋友。市長來到，託博士去迎接新來的女教師克萊拉·克萊頓，博士大感驚訝，馬蒂更是得意，他想起珍妮花便擔心起來。馬蒂和博士修理時光車，油箱破了，令時光車不能行駛至所需速度。馬蒂和博士嘗試了不同方法推動時光車，在實地考察鐵路時，博士救了克萊拉，兩人一見鍾情。馬蒂和博士送克萊拉回家，博士久久仍未肯離開，馬蒂開始擔心克萊拉會影響博士，向博士暗示克萊拉對博士有意。
克萊拉找尋博士，並邀請博士去山谷市慶祝晚會，馬蒂擔心博士會答應，示意他拒絕，豈料博士一口答應，馬蒂也無可奈何。晚會上，馬蒂去看射擊遊戲，博士找到克萊拉，與她共舞。馬蒂試玩射擊遊戲，百發百中，推銷員很驚訝。馬蒂重遇他的祖先西密斯和瑪吉。馬蒂看見博士和布福又有麻煩，即出手救博士，布福看見是馬蒂，更是惱怒，馬蒂打算離開，被布福叫作「膽小鬼」，馬蒂忍受不了被看扁，答應布福的要求，星期一早上與布福一決勝負。博士責怪馬蒂胡亂答應布福，其他人卻很支持馬蒂，還送了一把槍給他。西密斯勸告馬蒂要顧念自己的將來，想起已逝去的弟弟馬丁，馬丁因為無法忍受被看扁，最後被殺。馬蒂開始反思。
回到未來的前一天，馬蒂得知博士和克萊拉已墮入愛河，擔心克萊拉會影響博士作回到未來的決定。博士看見馬蒂帶着槍想起2015年的馬蒂，勸馬蒂不要因一時意氣而做錯決定，馬蒂對他的未來緊張起來。
星期一早上，馬蒂尋找博士，豈料博士喝醉了，馬蒂嘗試弄醒博士，但都不成功。布福提早來到，馬蒂更焦急。博士終於清醒，馬蒂想逃跑，被布福發現，挾持了博士。馬蒂找到一塊鐵板，以此護身。布福開槍射中馬蒂，馬蒂應聲倒地。西密斯大感失望離開，布福以為馬蒂已死，怎料馬蒂突然起來，布福一拳打向馬蒂，發現馬蒂以鐵板護身，根本沒有被射中。西密斯回來，馬蒂打敗布福。馬蒂把槍送給西密斯後與博士前去截停火車。博士用火車推動時光車，博士去跟馬蒂會合，發現克萊拉在火車上，博士接克萊拉以致錯過了回到未來的機會，馬蒂成功回到1985年。
馬蒂回到1985年，一輛火車正駛向著時光車，馬蒂及時逃出，時光車卻被撞毀，馬蒂慨嘆時光車被毀正如博士所願。馬蒂前去看珍妮花，她向馬蒂訴說自己做了一個關於未來的噩夢，馬蒂不慎說出事實。尼度來找馬蒂麻煩，要和馬蒂賽車，馬蒂想起博士的話，沒有和尼度賽車，馬蒂看見尼度差點撞車，慶幸自己沒有意氣用事。馬蒂和珍妮花去了時光車被撞毀的地方懷念博士，一輛蒸汽火車突然出現，原來是博士的時光火車，馬蒂大感驚喜。
馬蒂在回到未來系列中借用了許多名人和電影角色的名字，包括第一集的Calvin Klein(1955年)、第三集的Clint Eastwood(1885年)、遊戲系列的Michael Corleone、Harry Callahan和Sonny Crockett(1931年)
馬蒂在第一集裏曾到過1955年，回到1985年後，原本潦倒的父親成為成功作家，家境亦好多了。第二集裏，他曾到訪2015年、被畢夫改變的1985年、和重遊1955年。第三集，他到訪了老西部年代的1885年，最後回到正常的1985年。遊戲系列中，他大部份時間都留在1931年，也到過畢夫黨欺霸的1985年和被艾德娜·史崔克蘭統治的1985年，更去了比第三集還遠的1876年。