Ông là người làng Phú Thị, huyện Gia Lâm, tỉnh Bắc Ninh; nay thuộc xã Phú Thị, huyện Gia Lâm, Hà Nội.

Có ý kiến khác nhau về tên tự của Cao Bá Quát. Theo GS. Dương Quảng Hàm thì Cao Bá Quát có hiệu là Chu Thần (周臣)[2]. Theo các tác giả gần đây như GS. Nguyễn Lộc[3], GS. Vũ Khiêu[4], GS. Thanh Lãng[5], GS. Nguyễn Q. Thắng-Nguyễn Bá Thế [6]... thì tự của ông là Chu Thần, còn Mẫn Hiên (閔軒) chỉ là hiệu hoặc là biệt hiệu. Theo gia phả của dòng họ Cao ở Phú Thị: "Thân sinh ra Cao Bá Quát tên là Cao Huy Tham, có tên tự là Bộ Hiên. Ông nội Cao Bá Quát có tên tự là Ngọ Hiên. Cao Bá Quát có tên tự là Mẫn Hiên, lúc sinh thời, ông thường dùng các bút hiệu như: Chu Thần, Cao Chu Thần, Cúc Đường hoặc Cao Tử".

Ông nội Cao Bá Quát tên là Cao Huy Thiềm (1761-1821) sau đổi là Cao Danh Thự, một danh y nổi tiếng trong vùng. Thân sinh Cao Bá Quát tên là Cao Huy Sâm (1784-1850) sau đổi là Cao Huy Tham, cũng là một thầy thuốc giỏi [7]. Cao Bá Quát là em song sinh với Cao Bá Đạt, và là chú của Cao Bá Nhạ.