Metternich heiratete erst spät. 1808 ehelichte er Sophie Friederike Treffz (1773–1846), mit der er zwei Söhne und zwei Töchter hatte. Sein erster Sohn, Germain Metternich, wurde 1811 geboren. Er war ab der späteren Vormärzzeit ebenso wie sein Vater politisch aktiv. Germain Metternich betätigte sich in den 1830er und 1840er Jahren als Revolutionär und nahm sowohl am Hambacher Fest wie auch an verschiedenen Kämpfen der Deutschen Revolution 1848 und 1849 teil. Sein zweiter Sohn, Ludwig Metternich, wurde 1817 geboren. Dessen Taufpate war Ludwig I., Großherzog von Hessen-Darmstadt. Dieser war Metternichs Logenbruder, nachdem dieser durch Vermittlung von Georg von Wedekind 1816 in die Darmstädter Freimaurerloge "Johannes der Evangelist zur Eintracht" eingetreten war.