● Dr. Sheldon Lee Cooper (Jim Parsons) é um físico teórico, com um Bachelor of Science, Mestre em Ciência, PhD, um ScD, e um QI de 187. Originalmente, nascido em Texas, ele era uma criança super-dotada, que começou a faculdade com a idade de 11 anos, e recebeu seu doutorado aos 16 anos. Ele é frio e calculista, e abstém-se de qualquer forma de contato físico possível. Sheldon apresenta uma adesão estrita à rotina, a ponto de expor o seu transtorno obsessivo compulsivo, realizando atividades específicas em determinados dias e horários, tais como lavar a roupa na noite de sábado às 8:15. Qualquer interrupção para estas atividades causam angústias na rotina dele. Esse transtorno pode ser visto sempre que ele bate nas portas ou outras superfícies em um padrão de três batidas e um apelo repetido três vezes (exemplo: toc toc toc, Penny! toc toc toc, Penny! toc toc toc, Penny! ). Ele forçou Leonard a assinar um "Acordo de colegas" absurdamente detalhado e depois entra em um "Contrato de Relacionamento" similar com Amy Farrah Fowler. Sheldon tem grande dificuldade em identificar sarcasmo e ironia e em mentir, e um tema recorrente são seus esforços para adquirir essas habilidades. Ele também tem enormes dificuldades em manter um segredo. Ele no entanto, gosta de ocasionalmente fazer uma brincadeira, que ele nomeia de "Bazinga!" (uma abelha brasileira recém descoberta foi batizada com o nome de Euglossa Bazinga em homenagem à série). Sheldon tem um grande complexo de superioridade e não faz nenhum esforço para esconder seu desprezo pelo intelecto de outras pessoas, muitas vezes fazendo comentários muito inapropriados. Uma piada comum é a sua incapacidade de dirigir, embora ele tenha recebido uma licença de motorista. Sheldon adora histórias em quadrinhos e ficção científica igual aos seus amigos, mas ele fica a um ponto de ficar obcecado sobre eles; é um fã de Spock, um personagem ficcional da franquia Star Trek.
● Diferentemente de Leonard e Raj que vêm de famílias intelectuais, Sheldon se destaca de seus próprios parentes. Seu pai, George, cuja morte é anterior à série, foi descrito como um texano que gostava de futebol e beber. Sua mãe, Mary, é uma cristã evangélica, que não possui a superioridade de intelecto de Sheldon (embora ela exiba uma grande compreensão sobre o que o Sheldon diz); Tem também uma irmã gêmea, Missy e um irmão, George Jr. Ambos foram descritos por Mary como sendo "burros como uma sopa". Sheldon conheceu Amy Farrah Fowler no final da 3ª Temporada e começa um relacionamento bastante incomum e a evoluir muito lentamente com ela. Antes disso, ele também exibiu algumas afinidades com a mãe igualmente insensível do Leonard.
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