Гений от физики (IQ 187 баллов), вундеркинд (поступил в аспирантуру в 15 лет), один из самых молодых лауреатов «премии Стивенсона», работает физиком-теоретиком на кафедре теоретической физики (в том же институте, что и Леонард), изучает теорию струн и уверен, что за свою научную работу получит Нобелевскую премию, обожает видеоигры, комиксы, фантастические сериалы. По гороскопу Телец. Страдает акрофобией (боязнь высоты), боязнью сцены, нарциссическим и, частично, ананкастным расстройствами личности. Живёт в одной квартире с Леонардом. У Шелдона есть именно его место на диване, на которое никто, кроме него самого, не может садиться (с этим фактом связано множество комических ситуаций в сериале). Имеет сестру-близнеца Мисси (в отличие от брата, она обычная и вполне привлекательная девушка, не обременённая огромным багажом знаний; в четвертой серии первого сезона, правда, его мать упоминает, что у нее еще двое детей, помимо Шелдона; да и сам Шелдон во второй серии третьего сезона вспоминает, что вырос со старшим братом). В бо́льшей степени, чем остальные герои, любит давать пространные высоконаучные и предельно точные определения для самых обыкновенных вещей. Имеет навязчивое стремление придерживаться строгого порядка и правил, любит идеальный порядок. Шелдон считает себя представителем более развитого биологического вида, так называемого Homo Novus, а всех остальных людей «низшими умами». Крайне плохо (чаще — теоретически и понаслышке) знаком с социальными нормами и правилами поведения в обществе, имеет некоторые трудности с распознаванием сарказма. Шелдон — виновник большинства комичных ситуаций сериала. Практически не эмоционален, вследствие чего его друзья шутят, что он робот. В одной из серий, где они играли в шарады, его даже назвали роботом Си-Трипио из Звёздных войн. Пытаясь пошутить, всегда уточняет, что это была шутка, но поскольку она никому не смешна, то он сам над ней смеётся. Знает правила американского футбола, поскольку его отец брал с собой на футбольные матчи. Не переносит ссоры и перепалки, пытаясь приглушить их посторонним звуком или покидая это место. Имеет большую привязанность к своей бабуленьке, которая называет Шелдона «Пирожочком». Главным своим врагом считает Уила Уитона неоднократно ставившего Шелдона в неловкое положение. Постоянно подшучивает и упрекает Пенни из-за беспорядка в её квартире и легкомысленного поведения. Обладает высоким ростом. В одной из серий было рассказано, что в начале знакомства с Леонардом он спас его сначала от корейской шпионки, а потом от неудачного опыта, в результате чего лифт в их доме был сломан.