Hänen äitinsä, Sunchita Maria Tyson (syntymäaika Feliciano), oli gerontologi Yhdysvaltain terveys-, koulutus- ja hyvinvointiministeriön korkeakoulussa ja on Puerto Ricon alkuperäistä. Hänen afroamerikkalainen isänsä, Cyril deGrasse Tyson (1927<unk>2016), oli sosiologi, New Yorkin pormestarin John Lindsayn henkilöstökomissaari ja Harlem Opportunities Unlimitedin ensimmäinen johtaja. Tysonilla on kaksi sisarusta: Stephen Joseph Tyson ja Lynn Antipasson. Tysonin keski-nimi, deGrasse, on hänen isänsä äidin tyttärinimi, joka syntyi Altima de Grasse -nimellä brittien West Bronxissa.
Astronomi Carl Sagan