Samantha Carter est décrite par le colonel O’Neill comme une tête chercheuse scientifique. Elle aime expliquer les faits scientifiques avec un maximum d’exactitude et donner tous les détails, même aux personnes qui ne comprennent pas tout. Elle est parfois obligée de reformuler les choses plus simplement après s’être emballée. Passionnée, elle se donne à fond quand elle tente de trouver une réponse à un problème. Elle est intelligente au-delà de la norme, ce qui lui permet de débloquer certaines situations sans que l’on ne sache comment elle a fait pour y parvenir. Elle a une façon assez personnelle de résoudre les problèmes.

Malgré son intelligence, elle peut faire preuve d’un enthousiasme assez enfantin et spontané, surtout quand elle obtient la victoire. Elle est naturellement tournée vers les autres et possède une certaine forme d’empathie. Elle arrivera à mettre en confiance des personnes, et surtout des enfants, de par sa simplicité et son accessibilité naturelle. Néanmoins, sa beauté et son charme ont séduit bien des hommes, terrestres ou extra-terrestres, parfois pas forcément pour son plus grand plaisir. Mais elle prend toujours cette attirance comme un compliment. Sincère et entière, elle a toujours eu du mal à construire une vraie relation, compte-tenu du secret qu’elle devait garder.

Intègre, elle ne cédera jamais à la pression ni à ses propres sentiments au mépris de la sécurité de son équipe ou de la Terre. Mais elle peut parfois désobéir pour ce qu’elle croit juste ou par empathie pour quelqu’un, comme lorsqu’elle voulut veiller sur Cassandra. Elle a un côté maternant qui fait qu’elle prend régulièrement soin des autres, surtout des plus jeunes. C’est une femme qui combine les sciences, une endurance et une capacité de combat hors du commun et une bienveillance naturelle. Un peu naïve et idéaliste, Sam essaiera toujours de mettre la paix avant le combat, si elle le peut.