卡佩奇于1937年出生于意大利北部城市维罗纳，并于1961年获得美国俄亥俄州安提阿大学（Antioch College）化学及物理学学士学位。1967年，马里奥·卡佩奇在詹姆斯·沃森（1962年诺贝尔生理学或医学奖获得者之一）的指导下，于哈佛大学取得生物物理学（Biophysics）博士学位。1967年至1969年，卡佩奇在哈佛大学学者学会（Society of Fellows）担任初级研究员（Junior Fellow）。1969年，卡佩奇成为哈佛大学医学院生物化学系助理教授，并于1971年晋升为副教