L'univers fictif des courses de F-Zero ne comprenait au départ que quatre pilotes, mais dans un souci de faire évoluer sa série, et lui permettre d'affronter une rude concurrence (WipEout en tête), Nintendo fit passer ce nombre à 30 dès F-Zero X. Si l'on prend en compte les pilotes de F-Zero: Climax, on en dénombre plus de 50, même s'ils n'excellent jamais 30 sur la ligne de départ.
Les pilotes de F-Zero sont motivés pour diverses raisons : rivalités, gloire, argent, dépassement de soi...
Même si une majorité des personnages sont humains, F-Zero compte de nombreux extraterrestres dans ses rangs.
Pilotes "star" de F-Zero Captain Falcon Captain Falcon, pilote du Blue Falcon
Histoire : Robert Stewart était médecin, mais éprouvait depuis toujours une attirance pour le monde des courses F-Zero. Son père, Kevin Stewart, était inventeur de machines F-Zero et les faisait essayer à son fils. À la mort de son père, Robert Stewart décida d'arrêter sa carrière de médecin pour se lancer dans les courses de F-Zero, au volant de la dernière machine construite par Kevin StewartNotice de F-Zero , il participe au Grand Prix de F-Zero, aux commandes de la Golden Fox depuis la mort de son père, le scientifique Kevin Stuart.. Un choix que Robert, surnommé en référence à son passé, n'aura jamais à regretter. Gagnant plusieurs courses, il est désormais un des pilotes les plus populaires de F-Zero, et un adversaire redoutable pour Captain Falcon. Au cours d'un grave accident survenu lors d'une course, remit ses talents de chirurgien à l'épreuve. Il sauva de nombreuses vies, notamment celle de Mighty Gazelle. Golden Fox : Conçu par Kevin Stewart et piloté par son fils pour tester ses théories scientifiques sur la vitesse, ce bolide jaune dispose d'une bonne accélération et de boosts puissants, mais sa vitesse de croisière laisse à désirer, sa carrosserie fragile oblige son pilote à éviter le contact avec ses adversaires. Sa faible adhérence la rend très difficile à contrôler pour les novices, mais redoutable dans les mains d'un joueur expérimenté qui pourra abuser des dérapages pour augmenter sa vitesse dans les tournants. À propos du Dr Stewart : Le manuel du jeu original le présente comme un dragueur invétéré, mais ce trait de caractère est abandonné dans les suites. Il refuse le prix pour la victoire, estimant qu'il a assez d'argent et ne court que pour ses expériences et la beauté du sport.
Pico Histoire : Pico est un extra-terrestre originaire de la planète Tortiz, réputée pour son armée et ses habitants belliqueux, et où le circuit Death Wind prend place. C'est un ancien soldat de l'armée de Poripoto, mis à la retraite pour son grand âge. Pico s'est depuis reconverti en marchand d'armes, mais il lui arrive encore de participer à des missions comme mercenaire: cela l'a notamment mené à poursuivre Black Shadow, sans succès. Pico s'est également découvert une passion pour les courses F-Zero, où il peut laisser exprimer toute sa nature violente. Pico provoque régulièrement des accidents dont il se sort toujours indemne. Cela, ajouté à son racisme anti-humain primaire, en fait un des pilotes les plus détestés des courses de F-Zero. Wild Goose : Comme son pilote, ce bolide vert est assez large et ressemble à s'y méprendre à une tortue. Le Wild Goose est un véhicule lourd qui est moins conçu pour la vitesse que pour satisfaire les pulsions destructrices de Pico, ce qui explique sa faible vitesse et son accélération moyenne, mais aussi sa résistance à toute épreuve et sa relative maniabilité. À propos de Pico : Il est âgé de 124 ans, en référence à la longue vie des tortues. Mr. Zero, le présentateur des courses F-Zero, tremble de peur lorsqu'il interviewe Pico, de peur de se faire tuer. La séquence de fin de Pico dans F-Zero GX le montre lors d'une session d'entraînement au tir avec des maquettes représentant des criminels et des civils : cette cinématique révèle que derrière son tempérament agressif et assoiffé de sang, Pico sait distinguer des cibles dangereuses de civils innocents, tirant de sang-froid sur les premiers et épargnant soigneusement les seconds... sauf le dernier, qu'il vise au-dessus de la tête car une silhouette de Black Shadow se trouve derrière. Dans l'animé, Pico apparaît comme tueur à gages au service de Zoda, et donc de Black Shadow, alors que dans les jeux, il le traque.
Samurai Goroh Histoire : Goroh a diverses occupations, aucune n'ayant rapport avec le bien de la société. En dehors du monde des courses de F-Zero, il est le chef d'une organisation de gangsters basée au Red CanyonNotice de F-Zero , Il est connu comme étant le leader d'une bande de voleurs sans foi ni loi qui se cache dans le Red Canyon, et par occasions ne rechigne pas à jouer les chasseurs de primes. À ses heures perdues, il s'entraine au maniement du katana. Fire Stingray : Ce bolide rose a de nombreuses qualités telles que la vitesse de pointe phénoménale, un poids lourd le rendant difficile à arrêter, et une excellente maniabilité. Le revers de la médaille est sa faible accélération ainsi que ses boosts médiocres, mais une fois lancé, le Fire Stingray est très difficile à arrêter. À propos de Samurai Goroh : Auparavant chasseur de primes, il se présente comme un rival de Captain Falcon, mais ce dernier n'y prête guère attention. Selon certaines rumeurs, Goroh aurait volé sa machine à un autre constructeur. Dans GX, il a un fils nommé Daigoroh qui fait des courses automobiles comme son père... et est déjà plus habile au katana, laissant le samouraï stupéfait et étrangement fier. Dans l'animé, Goroh est plus habile hors de la course qu'il ne l'est dans les jeux, se révélant un rival crédible de Falcon, et sert de mentor à Rick Wheeler. Il est également marié à une autre voleuse, Lisa Brilliant.
Pilotes apparus dans F-Zero X Mighty Gazelle Histoire : Pilote anonyme, Clinton Gazelle (de son vrai nom) participait régulièrement à des courses de F-Zero, mais sa vie bascula quand il fut victime du plus grave accident survenu dans la compétition, survenu 3 ans avant F-Zero X. Sauvé de la mort grâce aux efforts du , Gazelle n'aurait sûrement pas survécu longtemps s'il n'avait accepté d'être transformé en cyborg. Se faisant appeler Mighty Gazelle, il participe, 3 ans après son accident, à la compétition F-Zero X, avec des réflexes accrus et une résistance hors normes. Sans aucun doute, Gazelle est devenu un pilote de premier plan depuis qu'il est devenu cyborg... ce qui suscite la jalousie de nombreux rivaux. Red Gazelle : Construit spécialement pour Mighty Gazelle, ce bolide est destiné à des pilotes privilégiant le pilotage au combat. Disposant de boosters puissants, le Red Gazelle est nerveux, dispose d'une bonne accélération et d'une vitesse de pointe convenable. En revanche, il ne dispose pas d'une bonne adhérence sur la piste, et surtout, est très fragile. Le moindre contact avec un adversaire peut vous mettre en péril, aussi est-il conseillé de ne pas rechercher le contact avec ce véhicule. À propos de Mighty Gazelle : Lorsque Mighty Gazelle gagne une coupe dans F-Zero X, il brandit une photo de lui quand il était encore humain, et déclare que "Gagner le fait sentir vivant". L'occasion de voir qu'il était obèse et coiffé comme un punk. Pour les besoins de la séquence de fin délirante de F-Zero GX, Mighty Gazelle joue aux Transformers et se change... en scooter ! Mighty Gazelle fait partie des pilotes de départ de F-Zero X, mais il perdra ce statut par la suite. Dans l'animé, Gazelle est en réalité Roy Hughes, le meilleur ami d'Andy Summer, alias Captain Falcon. Son cerveau ayant été transféré dans un robot, le lui a effacé la mémoire, avant qu'il la retrouve afin de protéger son fils Clank de l'explosion d'un missile lancé par Zoda. À la fin, Mighty Gazelle est finalement redevenu Roy Hughes dans son corps humain.
Jody Summer Histoire : Jody est pilote dans l'armée fédérale intergalactique. Sa tâche est principalement de tester les prototypes, aussi doit-elle, dans le cadre de sa mission, participer aux courses F-Zero pour mettre à l'épreuve les technologies de l'armée fédérale. Les performances de Jody sont considérées comme ayant une importance de second plan, mais la jeune femme, déployant un vrai talent, se fait une place majeure dans la compétition et pourrait bien décider de changer définitivement de métier… comme a pu le faire son modèle Captain Falcon. White Cat : Disposant de performances équilibrées, ce bolide léger est la vitrine de l'armée fédérale en matière de pilotage. Le White Cat a en effet une tenue de piste exemplaire et négocie parfaitement les virages. En revanche, il pâtit d'un manque de nervosité. Une excellente machine pour débutants. À propos de Jody Summer : Son design est inspiré de Samus sans sa combinaison dans le premier Metroid. Elle est secrètement éprise de Captain Falcon, mais ne se doute pas un seul instant qu'elle a elle aussi un admirateur secret en la personne de John Tanaka. Jody est décrite comme une personne douce et gentille dans F-Zero GX, alors qu'elle passe pour une pilote agressive et déterminée dans F-Zero X et F-Zero: GP Legend. "White Cat" est le surnom affectueux qu'avait donné son père à Jody. Jody et son White Cat sont immédiatement disponibles dans F-Zero X, ce qui ne sera plus le cas dans les suites. Cela en fait le personnage féminin le plus connu de la série F-Zero. Dans l'animé, Jody a un frère disparu du nom de Andy Summer, qui n'est autre que Captain Falcon.
Baba Histoire : Baba est un humain originaire de la planète Giant, célèbre pour ses vastes étendues de forêt. Disposant de réflexes hors normes et d'une forme physique exceptionnelle, Baba a été engagé par le Comité de pilotes de F-Zero pour participer aux courses. Malgré des débuts encourageants, Baba n'a pas confirmé par la suite. Il a donc suivi une introspection spirituelle intense, afin d'être plus fort mentalement. Il s'est ensuivi une confiance en lui décuplée, et une arrogance multipliée par 100. Aujourd'hui, Baba est perçu comme un pilote qui parle plus qu'il n'agit. À lui de changer la donne. Iron Tiger : Ce véhicule a été fourni à Baba par le Comité de pilotes de F-Zero. Très solide, rapide, maniable, l'Iron Tiger manque en revanche de nervosité, avec des boosters faibles. Un bolide parfait pour débutants. À propos de Baba : Le Comité de pilotes envisage sérieusement de reprendre l'Iron Tiger à Baba s'il ne s'améliore pas. Baba porte des tenues extravagantes et pousse des cris aigus. Sur bien des points, il rappelle la performance de Chris Tucker dans Le Cinquième Élément.
Octoman Histoire : Octoman est un extraterrestre de Takora, une planète en grave conflit avec la Fédération intergalactique. Il est pilote dans l'armée spatiale de Takora, et s'est inscrit dans les courses de F-Zero pour représenter son peuple. S'il gagne, il utilisera l'argent pour payer les études de ses enfants et donnera le reste au gouvernement de Takora. Deep Claw : Véhicule F-Zero solide bien que léger, aux performances relativement équilibrées (si l'on excepte une adhérence moyenne à la piste), le Deep Claw est conçu pour le combat. C'est donc un bolide adapté aux accrochages, qui peut effectuer des attaques facilement. À propos d'Octoman : Son véritable nom est en fait imprononçable pour les humains, aussi est-il surnommé "Octoman", en allusion à son apparence similaire à une pieuvre. Octoman est un boss de Star Fox Command. C'est la première apparition d'un personnage de la série F-Zero dans la série Star Fox. Le Pokémon Octillery est très similaire à Octoman dans son apparence.
Histoire : est un robot construit par la mystérieuse société EAD. C'est un prototype, dont l'objectif est de passer de nombreux tests afin d'en faire le robot ultime. Les courses de F-Zero constituent un dernier test des capacités de . Si l'essai est concluant, la production en série pourra commencer.