Charles Xavier est le fils du chercheur en nucléaire Brian Xavier et de sa femme Sharon. Après la mort de Brian dans un accident, Sharon se remarie avec le collègue de son mari, le docteur Kurt Marko. Le fils d'un précédent mariage de Marko, Caïn, malmène Charles.

Ses pouvoirs télépathiques commencent à émerger alors que Xavier est encore enfant. Inconsciemment, Charles essaye de protéger Sharon de la violence de son beau-père. En grandissant, il apprend à les contrôler et il perd ses cheveux blonds, pour devenir complètement chauve.

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Dans les comics, Charles Xavier a une jumelle, Casandra Nova, qu'il a tuée physiquement dans le ventre de leur mère. Il avait deviné la menace qu'elle allait constituer. Elle a survécu sous forme astrale.

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Fondateur de l'Institut Xavier, une école pour jeunes mutants, Xavier est lui aussi un mutant (Homo superior), c'est-à-dire, dans l'univers Marvel, un être doté de gènes mutants qui lui permettent d'avoir un pouvoir surhumain.

Dans le cas du professeur Xavier, son principal pouvoir est la télépathie : il est en effet le plus puissant télépathe de cet univers de fiction, ce qui en fait un personnage extrêmement puissant, bien que physiquement il soit paralysé aux deux jambes.

Son idéal le pousse à croire que les mutants seront un jour acceptés dans la société et, en attendant, il leur faut apprendre à maîtriser leurs dons. Il est en cela opposé au mutant Magnéto, qui lui pense que la confrontation avec les humains normaux est inévitable et que la guerre est sur le point d'éclater entre les Homo sapiens et les Homo superior.

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La première étudiante est Jean Grey, alors âgée de 11 ans. Les mois suivants, il rassemble les premiers X-Men : Cyclope, Iceberg, Angel, le Fauve et Jean Grey qui prend alors le surnom de Marvel Girl.

Des années plus tard, la plupart des X-Men originaux (mis à part le Fauve) sont capturés par le mutant Krakoa, camouflé en île. Xavier fait alors appel à une nouvelle équipe de X-Men, dont il prévoyait depuis quelque temps l'intégration, retardée par le fait que les futurs étudiants étaient pour la plupart des étrangers, vivant chacun dans un pays différent. L'équipe inclut le Hurleur, Colossus, Tornade, Wolverine, Diablo, Épervier et Feu du soleil. Les deux derniers ne restent pas longtemps : Épervier meurt dès sa seconde mission et Feu du soleil quitte l'équipe aussitôt après avoir sauvé les X-Men de Krakoa. Les années suivantes, Xavier ajoute de nouveaux membres comme Kitty Pryde (alias Étincelle ou Shadowcat en VO) ou encore Malicia.

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Charles Xavier est une sommité mondiale dans le domaine de la génétique, des mutations et des pouvoirs psioniques. Il possède également une expertise dans les différents domaines de la biologie. Au fil du temps, il est devenu très doué pour concevoir des équipements permettant d’utiliser ou d’accroître les pouvoirs psioniques. C'est également un grand tacticien et stratège, pouvant évaluer efficacement des situations tout en élaborant des réponses adéquates rapides.

Lors de ses voyages en Asie, Xavier a appris les arts martiaux, acquérant des « compétences de combat raffinées » selon Magneto. Lorsque ces compétences sont coordonnées en tandem avec ses capacités télépathiques (et quand il a l'usage de ses jambes), Xavier est un combattant non-armé dangereux, capable de détecter les intentions des autres et de les contrer avec une efficacité surhumaine. Il possède également une connaissance approfondie des points de pression.

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Le professeur X est un mutant qui possède de vastes pouvoirs télépathiques. Il fait partie des télépathes les plus forts et les plus puissants de l'univers Marvel :

• il est capable de percevoir les pensées des autres, ou de projeter ses propres pensées dans un rayon d'environ 250 miles (400 km). La télépathie de Xavier couvrait autrefois le monde entier, mais Magneto modifia le champ magnétique terrestre pour restreindre la portée télépathique de Xavier. Lorsqu’il n'était pas sur Terre, ses capacités télépathiques naturelles ont atteint l'espace pour établir un contact mental universel avec de multiples races extraterrestres. Avec un effort extrême, il peut étendre grandement la portée de sa télépathie.

• il peut aussi apprendre des langues étrangères, en lisant les centres linguistiques du cerveau d'un individu expert et, alternativement, peut « enseigner » des langues aux autres de la même manière. Xavier a, notamment, mentalement formé tout un groupe de mutants en leur faisant subir l'équivalent de plusieurs mois de formation en seulement quelques heures dans le monde réel.

• ses vastes pouvoirs psioniques lui permettent de manipuler l'esprit des autres, de fausser les perceptions pour se rendre invisible, de projeter des illusions mentales, de provoquer la perte de souvenirs particuliers ou une amnésie totale chez un individu, et enfin d'induire la douleur ou la paralysie mentale et/ou physique temporairement chez autrui. À courte distance, il peut manipuler presque n'importe quel nombre d'esprits pour de tels exploits. Cependant, il ne peut prendre pleinement possession d'un autre esprit qu'un individu à la fois, et doit être strictement en présence physique de cette personne. Par ailleurs, il ne peut pas « reprogrammer » en permanence des esprits humains pour leur faire croire ce qu'il voudrait, même s'il le voulait.

• il est l'un des rares télépathes capable de communiquer avec les animaux et même de partager leurs perceptions.

• il peut aussi contrôler ou enlever télépathiquement chez des individus des fonctions corporelles naturelles ou des sens, tels que la vue, l'ouïe, l'odorat, le goût et même des pouvoirs mutants.

• un effet secondaire de sa télépathie est qu'il possède une mémoire eidétique. Il a notamment démontré avoir la capacité de prouesses télépathiques suffisantes pour se confronter à Ego la Planète Vivante (en étant aidé par l'équipe Cadre K) et, dans le même temps en vainquant de justesse Exodus.

• il peut aussi de projeter de puissantes décharges d’énergie psionique, lui permettant d’étourdir l’esprit d’un autre individu, le rendre inconscient, infliger un traumatisme mental ou même causer la mort. Ces décharges ne sont effectives que contre des esprits ; elles n’infligent aucun dégât physique.

• il est également capable de sentir la présence d’autres individus surhumains mutants sur une courte portée, en percevant les signaux mentaux caractéristiques qu'ils émettent. Pour détecter des mutants sur une zone plus large au-delà de cette portée, il doit amplifier ses pouvoirs à travers Cerebro (et par la suite Cerebra), un dispositif informatique de sa propre conception qui est sensible aux énergies psychiques/physiques produites par l'esprit.

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La manière dont les pouvoirs de Xavier fonctionnent indiquent que sa télépathie est « physique » d'une certaine manière, car elle peut être améliorée par des moyens physiques (par exemple, Cerebro) mais peut aussi être perturbée par des moyens physiques (par exemple, l'altération du champ magnétique terrestre).

Enfin, Xavier peut projeter sa forme astrale — l’enveloppe de son essence vitale — dans une dimension parallèle appelée le plan astral. Là, il peut utiliser ses pouvoirs pour créer des objets, contrôler son environnement et même contrôler et détruire les formes astrales des autres. Il ne peut cependant pas projeter cette forme sur de longues distances.

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Le saviez-vous ? Le Professeur X est l'un des nombreux mutants à perdre ses pouvoirs à cause des paroles tenues par La Sorcière Rouge, mais il retrouve l'usage de ses jambes.

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