エイリアンたちの魅力に欠かせないのが、甲高く金属的でありながらどこか愛嬌のあるあの声です。オリジナルの英語版では、ピクサー所属のアニメーター兼声優であるジェフ・ピジョン（Jeff Pidgeon）がほぼすべての個体の声を一人で担当し、多重録音によってあの独特な「大合唱」を作り上げました。
トイ・ストーリーのエイリアンの日本語吹き替え声優には、実力派の豪華キャストが名を連ねています。シリーズの変遷とともに複数のキャストが担当しており、主に以下の声優陣が息を吹き込んできました。
- 三ツ矢雄二：第1作の公開当初、軽快でコミカルなトーンでキャラクターの基礎を確立。
- 落合弘治：温かみととぼけた味わいを加え、アンディの部屋に馴染むエイリアンを好演。
- 桜井敏治：独特のふくよかな声質を活かし、個性的な台詞回しを披露。
- 多田野曜平：ジェフ・ピジョンの原音ニュアンスを忠実にトレースし、近年のシリーズや短編で安定した演技を展開。
ファンや声優志望者の間でも話題となる「リトル・グリーン・メンの声の出し方」ですが、制作現場ではヘリウムガスを吸ったような高音を喉の奥（咽頭部）を狭めて発声し、鼻腔へと抜くテクニックが使われています。さらに収録後のスタジオ編集において、微妙なピッチシフトとボコーダー加工を重ねることで、玩具のプラスチック製ボディから漏れ出るような特有の電子質感を完成させています。
