Hoàng Đế có họ là Công Tôn thị (公孙氏), do sống ở gò tên gọi Hiên Viên (轩辕) nên từ đó ông được gọi là Công Tôn Hiên Viên (公孙轩辕), là con của Thiếu Điển và con gái bộ tộc Hữu Kiệu là Phù Bửu (附宝). Mẹ ông đã nằm mơ thấy sao Bắc Đẩu rớt vào mình mà thụ thai sinh ra ông.

Thuở nhỏ, ông rất thông minh, có tính thần linh, dáng vẻ ngoài rất kỳ dị, khi còn bọc trong tã đã biết nói, lớn lên cần cù hiểu biết sáng suốt, thường khuyên người đồng thời lo làm lành và tu ngũ đức, được bầu làm tù trưởng bộ lạc Hữu Hùng (有熊氏)[7]. Hoàng Đế sinh ra ở đất Thọ Khâu (nay thuộc tỉnh Sơn Đông) sau chuyển đến sống ở ven sông Cơ Thủy, từ đó mới lấy tên sông làm họ Cơ (姬).