รัฐโอไฮโอแต่เติบโตที่เมืองพอร์ตฮูรอน รัฐมิชิแกนหลังจากที่ครอบครัวย้ายไปที่นั่นในปี พ.ศ. 2397เขาเป็นลูกคนที่เจ็ดและคนสุดท้ายของซามูเอล อ็อกเดน เอดิสัน จูเนียร์ (เกิดในปี พ.ศ. 2347–2439 ในมาร์แชลทาวน์ โนวาสโกเชีย ) และแนนซี แมทธิวส์ เอลเลียต (พ.ศ. 2353–2414 เกิดในเชนานโกเคาน์ตี้ นิวยอร์ก )เชื้อสายครอบครัวของเขาคือชาวดัตช์ทางนิวเจอร์ซีย์ ; นามสกุลเดิมคือ "เอเดสัน" จอห์น เอเดสัน ปู่ของเขาหนีจากรัฐนิวเจอร์ซีย์ไปยังโนวาสโกเชียในปี พ.ศ. 2327 พ่อของเขาย้ายไปเวียนนา รัฐออนแทรีโอและหลบหนีไปหลังจากเข้าไปพัวพันกับกบฏ พ.ศ. 2380เอดิสันได้รับการสอนการอ่าน รางวัล  การเขียน และเลขคณิตโดยแม่ของเขาซึ่งเคยเป็นครูในโรงเรียน เขาเข้าเรียนเพียงไม่กี่เดือน อย่างไรก็ตาม นักเขียนชีวประวัติคนหนึ่งเล่าว่าเขาเป็นเด็กที่อยากรู้อยากเห็นมากและเรียนรู้สิ่งต่างๆ มากมายด้วยการอ่านด้วยตัวเองตอนเป็นเด็ก เขาหลงใหลในเทคโนโลยีและใช้เวลาหลายชั่วโมงทำการทดลองที่บ้านเอดิสันเริ่มมีปัญหาการได้ยินเมื่ออายุ 12 ปี สาเหตุของอาการหูหนวก ของเขา มีสาเหตุมาจากไข้อีดำอีแดงในวัยเด็กและการติดเชื้อในหูชั้นกลางซ้ำๆ โดยไม่ได้รับการรักษา ต่อมาเขาได้แต่งเรื่องสมมติขึ้นอย่างละเอียดเกี่ยวกับสาเหตุของอาการหูหนวกของเขาในขณะที่เขาหูหนวกสนิทข้างหนึ่งและอีกข้างแทบไม่ได้ยิน จึงถูกกล่าวหา ว่าเอดิสันจะฟังเครื่องเล่นเพลงหรือเปียโนด้วยการหนีบฟันของเขาเข้ากับไม้เพื่อดูดซับคลื่นเสียงเข้าไปในกะโหลกของเขา เมื่อเขาโตขึ้น เอดิสันเชื่อว่าการสูญเสียการได้ยินทำให้เขาหลีกเลี่ยงสิ่งรบกวนและมีสมาธิกับงานได้ง่ายขึ้น นักประวัติศาสตร์และผู้เชี่ยวชาญด้านการแพทย์สมัยใหม่แนะนำว่าเขาอาจมีโรคสมาธิสั้น