La serie reinventa i personaggi di Martin Mystere e Diana Lombard, come studenti presso la Torrington Academy, un college di Sherbrooke, Québec; oltre alla loro normale vita da studenti, i due lavorano per "Il Centro", una organizzazione segreta che protegge la gente da alieni e forze soprannaturali. Non tutti coloro che lavorano per "Il Centro", tuttavia sono umani, come il piccolo alieno verde Billy o Java, uomo delle caverne di 200.000 anni prima, e guardia del corpo personale di Martin e Diana. Così formato, il team affronta una serie di missioni per svelare misteri affrontando mostri e creature sovrannaturali.
Martin Mystère: Martin è un apparentemente normale sedicenne, con una sfrenata passione per il sovrannaturale. Dopo aver involontariamente risolto un caso soprannaturale, viene ingaggiato dall'istituto di investigazione sul paranormale "Il Centro". Sia al lavoro che a scuola, Martin è sempre un ragazzo iperattivo e un po' immaturo. Porta sempre al polso sinistro un U-Watch.
Diana Lombard: Diana sembra essere l'unico elemento di serietà nella vita di Martin, che non fa altro che prenderla in giro. È anche molto coraggiosa e razionale, e al contrario di Martin, tende a cercare la logicità nelle situazioni, anziché lasciarsi andare ad ipotesi sovrannaturali.
Java: Java è un cavernicolo di 200 000 anni fa, amico di Martin e Diana, che lavora al Torrington come cuoco e bidello. Assiste i due nelle loro investigazioni, dato che la sua immensa forza si rivela sempre molto utile nel corso delle missioni.
M.O.M.: Direttrice del "Centro", sovrintende le investigazioni. Le incredibili capacità di Martin, lo rendono il suo agente preferito, benché preferisca averci a che fare il minimo indispensabile. Seria e rigida, prima di lavorare al "Centro", M.O.M lavorava in un chiosco di gelati. L'acronimo "M.O.M." sta per "Mystery Organization Manager".
Billy: È un minuscolo alieno verde, che lavora per il "Centro", come segretario personale di M.O.M., e lo si vede spesso muoversi a bordo del suo piccolo UFO. Il suo ruolo è quello di dare informazioni a Martin, Diana e Java, e analizzare gli oggetti che vengono rinvenuti. È un alieno pacifista, arrivato sulla Terra nel 1947 nell'incidente di Roswell. Si scoprirà con l'avanzare della serie che in passato Billy era a capo di un esercito di sanguinari conquistatori, responsabili della distruzione di innumerevoli pianeti. L'aspetto originale di Billy era quello di un gigantesco e mostruoso orco alieno, dotato di una immensa forza e di grandi poteri. La continua distruzione dei pianeti, negli anni, causarono a Billy un forte stress emotivo, vergognandosi dei mali compiuti, decise infine di abbandonare il suo esercito e cambiare vita. Rinnegando il suo passato, all'arrivo sulla Terra con i suoi poteri ha assunto il minuto aspetto attuale generando una sua nuova personalità pacifica, unendosi infine al Centro.
Jenni Anderson è un personaggio che appare unicamente nel cartone animato. Studentessa della Torrington Academy, è sempre desiderata dai ragazzi della scuola per il suo fascino ammaliante, soprattutto da Martin.
Marvin è rivale di Martin. Figlio di un pilota, Marvin ama l'estremo, dicendo che gli piace la scarica di adrenalina che deriva da tali attività. Alcune delle sue attività includono l'arrampicata su roccia in Himalaya, il parasailing sulla Grande Barriera Corallina, lo street-lugging sull'autostrada tedesca il kayak nella giungla e lo snowboard lungo la parete del K2. I suoi talenti e la sua popolarità lo fanno adulare tutti a scuola, rendendo Martin geloso. Viene reclutato per lavorare per il "Centro", cosa che infastidisce Martin. Alla fine viene relegato nella struttura del Polo Sud del Centro a causa della sua negligenza in una missione precedente e incolpa Martin delle sue sfortunate circostanze.
La serie animata esiste anche nell'universo narrativo di Martin Mystère, e nello Speciale n 25 I misteri di Torrington si scopre che in questo è stata ispirata da alcuni avvenimenti risalenti agli anni cinquanta che avevano riguardato il giovane Martin e un suo amico divenuto poi sceneggiatore della serie.[1]