Substantiivit ovat asioiden, konkreettisten esineiden, abstraktien asioiden, ihmisten, eläinten, ilmiöiden, toimintojen, laatujen, lajien, yksilöiden jne. nimiä. Substantiiveilla on esperantossa O-pääte.
- tablo - pöytä = konkreettisen asian nimi
- hundo - koira = eläinlajin nimi
- saĝo - viisaus = ominaisuuden nimi
- amo - rakkaus = tunteen nimi
- kuro - juoksu = teon nimi
- martelado - vasarointi = toiminnan nimi
- Petro - Petro = henkilön nimi
- Jokohamo - Jokohama = kaupungin nimi
Substantiivin O-päätteen jälkeen voi seurata monikon pääte J tai akkusatiivin N-pääte. Voi käyttää myös molempia, mutta J-pääte tulee ennen N-päätettä:
| tabloj | tablon | tablojn | 
| hundoj | hundon | hundojn | 
Substantiivin päätteen O voi korvata heittomerkillä ('), mutta vain silloin kun sitä ei seuraa J- tai N-pääte: hund' = hundo, saĝ' = saĝo, am' = amo, kur' = kuro, Jokoham' = Jokohamo
Substantiivien käyttö
Substantiivit, tai oikeammin lausekkeet, jotka sisältävät substantiivin pääsanana, toimivat lauseissa subjektina, objektina, adverbiaalina tai vokatiivina, mutta ne voivat myös toimia muiden sanojen suplementtisena kuvauksena tai predikatiivisena kuvauksena:
- 
            La bona virino trankviligis sian soifon. - Hyvä nainen sammutti janonsa. Lauseke la bona virino, jonka pääsana on substantiivi virino, toimii subjektina. 
- 
            Mi vidas leonon. - Minä näen leijonan. Substantiivi leonon toimii objektina (ja saa siksi akkusatiivin päätteen -N) 
- 
            Ludoviko, donu al mi panon. - Ludwig, anna minulle leipä. Lauseke Ludwig toimii vokatiivina. 
- 
            Sur la fenestro kuŝas krajono kaj plumo. - Ikkunalla on lyijykynä ja mustekynä. Substantiivilauseke sur la fenestro toimii paikan adverbiaalina (ja saa siksi paikan preposition sur). 
- 
            La dentoj de leono estas akraj. - Leijonan hampaat ovat teräviä. Substantiivilauseke de leono toimii substantiivilausekkeen la dentoj omistussuplementtina (ja saa siksi preposition de) 
- 
            Mi estas muzikisto. - Minä olen muusikko. Substantiivi muzikisto toimii predikatiivisena subjektin mi kuvauksena. 
Substantiivien tapaiset pikkusanat
Jotkin esperanton pikkusanoista voivat toimia lauseessa substantiivin tapaan, mutta niillä ei ole O-päätettä. Tällaisia ovat persoonapronominit, U- ja O-loppuiset taulukkosanat, esperanton kirjainten nimet, perusluvut sekä pikkusana ambaŭ.
Myös määrän adverbit voivat toimia substantiivisesti.
Erisnimet
Täysin esperanton kirjoitusjärjestelmään sovitetuilla erisnimillä on O-pääte: Anno, Petro, Teodoro, Mario… Myös esperanton kirjoitusjärjestelmään sovittamattomat erisnimet ovat substantiiveja, vaikka niillä ei tavallisesti ole O-päätettä: Anna, Peter, Theodore Roosevelt, Marie Curie, Deng Xiaoping. Tällaisten nimien yhteydessä voi sallia N-päätteen, jopa jos lauseenjäsen ei periaatteessa salli päätettä. Lue tarkemmin N-päätteen selityksistä.