Az édesanyja, Sunchita Maria Tyson (született Feliciano), az Egyesült Államok Egészségügyi Minisztériumának gerontológusa volt, és puerto-rikói származású. Az afroamerikai apja, Cyril deGrasse Tyson (1927-2016) szociológus volt, New York polgármestere, John Lindsay emberi erőforrásért felelős biztos, és a Harlem Opportunities Unlimited első igazgatója. Tysonnak két testvére van: Stephen Joseph Tyson és Lynn Antipason. Tyson középső neve, deGrasse, édesanyja leányneve, aki Altima de Grasse-ként született a brit West Bronx-i szigeten. Anyja, Sunchita Maria Tyson (született Feliciano), az Egyesült Államok Egészségügyi Minisztériumának gerontológusa volt, és puerto-rikói származású. Anyja, Sunchita Maria Tyson (született Feliciano), a Cornell-i Egyetem gerontológusa volt, és puerto-rikói származású. Apja, Cyril deGrasse Tyson (1927-2016), szociológus, New
Carl Sagan csillagász