毓泰是江西临川钟岭人。父饶之麟，为清朝举人、拔贡生，曾任户部主事。母余峨之。幼年在叔父和舅父教导下习四书经史。1903年，入抚州中学堂学习。1905年，只身去上海，就读于中国公学。后转入“中国新公学”，胡适曾为其英文老师。1911年以优异成绩毕业于上海南洋公学（上海交通大学前身）。1912年回临川中学（今抚州一中）任教半年。1913年考取官费赴美国留学。初入加州大学，后转芝加哥大学，1917年冬获该校物理系学士学位。1918年入哈佛大学研究院，后转入耶鲁大学和普林斯顿大学。1921年获得普林斯顿大学硕士