Thomas Edison sinh tại Milan, Ohio, con của Samuel Ogden Edison, Jr (1804 - 1896) và Nancy Matthews Elliott (1810–1871). Thomas là đứa con thứ bảy trong gia đình. Thuở nhỏ, Edison nổi tiếng là một cậu bé hiếu kì. Edison đi học muộn vì ông vốn ốm yếu. Đầu óc ông luôn lơ mơ và giáo viên của ông là Reverend Engle gọi ông là "rối trí". Trong khi bạn bè đồng lứa còn ham chơi thì Edison đã không những luôn băn khoăn tìm hiểu mọi vật quanh mình mà còn muốn hiểu thấu đáo các vật đó. Vì những trò nghịch ngợm của mình mà Edison đã bị đuổi học ngay khi đi học được ba tháng. Mẹ ông từng là một giáo viên ở Canada và bà rất vui mừng đảm nhận việc dạy con. Bà khuyến khích và dạy ông đọc và làm thực nghiệm. Sau này ông nhớ lại, "Mẹ tôi đã tạo ra tôi. Bà rất tin tưởng và chắc chắn về tôi; và tôi cảm thấy rằng tôi có một điều gì đó để sống, một ai đó để tôi không thể làm cho thất vọng."[2]

Cuộc sống của Edison ở Port Huron vừa cay đắng vừa ngọt ngào. Ông bán kẹo và bán báo trên các chuyến tàu hỏa từ Port Huron đến Detroit. Hơi điếc từ thời thanh niên, ông đã trở thành một điện tín viên sau khi ông cứu Jimmie Mackenzie khỏi lao vào tàu hoả. Cha của Jimmie là nhân viên nhà ga J.U. Mackenzie ở Mount Clemens, Michigan, rất vui mừng bảo trợ cho Edison và dạy ông trở thành điện tín viên. Chứng nặng tai giúp Edison tránh khỏi mọi tiếng ồn ào và cũng không phải nghe nhân viên điện báo bên cạnh. Một trong những cố vấn của ông những năm đầu tiên này là một điện tín viên già và là một nhà phát minh tên là Franklin Leonard Pope, ông đã cho phép chàng trai trẻ sống và làm việc trong tầng hầm ở nhà ông tại nhà Elizabeth, New Jersey.

Một số trong những phát minh đầu tiên của ông liên quan tới điện tín gồm cả máy đếm phiếu. Edison đã xin cấp bằng phát minh đầu tiên, máy đếm phiếu điện tử, ngày 28 tháng 10 năm 1868.