Thành Cát Tư Hãn sinh khoảng giữa 1155 (hay 1162) và 1167, là con trai thứ hai của Dã Tốc Cai (Yesükhei), một thủ lĩnh của bộ tộc Ki Dát (Kiyad). Dã Tốc Cai là người thuộc dòng họ Bột Nhi Chỉ Cân (Borjigin). Mẹ ông là bà Nguyệt Luân (U Luân hay Hoelun) từ bộ lạc Ong-gút (Olkunut). Ông được đặt tên theo tên của một thủ lĩnh rất dũng cảm của một bộ tộc khác đã bị cha ông đánh bại.

Thời thơ ấu của Thiết Mộc Chân cực kỳ khó khăn. Khi ông lên chín tuổi, cha ông đã đưa ông đến gia đình vợ tương lai và ông phải sống ở đó cho đến khi đủ tuổi lấy vợ là 14 tuổi. Một thời gian ngắn sau đó cha ông bị đầu độc bởi bộ lạc Thát Đát (Tartar) láng giềng trên đường trở về nhà và Thiết Mộc Chân đã trở thành thủ lĩnh của bộ tộc của mình. Bộ tộc của ông không chấp nhận ông do họ không muốn ở dưới sự chỉ huy của một đứa trẻ. Trong những năm sau đó, ông và gia đình sống một cuộc đời du cư nghèo khó, sống được là nhờ các loài động vật gặm nhấm. Trong một lần đi săn bắn như vậy ông đã giết chết một người em cùng cha khác mẹ trong một cuộc tranh giành chiến lợi phẩm. Một lần khác, ông đã bị những người cùng bộ lạc cũ bắt trong một cuộc tập kích và bị giam cầm với gông trên cổ. Sau đó ông trốn thoát với sự trợ giúp của những người coi ngục có cảm tình. Mẹ ông đã dạy ông nhiều bài học từ sống sót trong những điều kiện thời tiết khắc nghiệt của Mông Cổ tới sự cần thiết của liên minh với những người khác, những bài học này đã hình thành nên sự hiểu biết của ông trong những năm sau này về sự cần thiết của thống nhất.

Năm 16 tuổi, Thiết Mộc Chân lấy Bật Tê (Börte) của bộ tộc Ong-ki-rát (Qonggirat hay Chunggirat) sau này là Quang Hiến hoàng hậu. Bà họ là Hoằng Cát Sắc (Angcatthat), và nhận được áo lông chồn đen như là của hồi môn; đây là tài sản ban đầu để ông tăng thêm sự giàu có về sau từ chiến tranh. Sau đó vợ ông bị bắt cóc trong một cuộc tập kích của bộ tộc Miệt Nhĩ (Merkit) và ông đã nhờ bạn (sau này là kẻ thù) là Trác Mộc Hợp (Jamuka) và người che chở cho ông là Tô Ha Rin (Toghril) của bộ tộc Khắc Liệt (Kereit). Việc sinh đứa con đầu lòng (Truật Xích hay Joci) quá sớm đã dẫn đến sự nghi ngờ của ông và Truật Xích cũng như hậu duệ của ông ta không bao giờ được coi là những người kế vị.