利亚斯·康普顿与奥特莉亚·凯瑟琳·康普顿的儿子（娘家姓奥格斯普尔格）。康普顿的母亲曾当选1939年度的“美国母亲”。康普顿生长于书香门第。康普顿的父亲是伍斯特大学（伍斯特学院的前身，康普顿曾就读该校）的院长。长兄卡尔（也曾就读伍斯特学院）1912年在普林斯顿大学获得博士学位，并在1930年至1948年间任麻省理工学院的校长。次兄同样曾经就读于伍斯特学院，1916年获得经济学博士学位，并在1944年至1951年担任华盛顿州立学院（华盛顿州立大学的前身）的院长。三兄弟都曾是互助会的成员。康普顿年轻时对天文学