Tiene un hermano tres años mayor, Marc Márquez (n. 1993), que ha obtenido 8 títulos del Campeonato del Mundo de Motociclismo y que actualmente corre en la categoría de MotoGP. Álex y Marc son los únicos hermanos que han conseguido un Campeonato del Mundo de Motociclismo, y además en la misma temporada (en 2014 y en 2019), junto con haber sido los primeros hermanos en vencer en un Gran Premio en el mismo día (el 15 de junio de 2014 en el Gran Premio de Cataluña de Motociclismo, en el circuito de Montmeló, España) y los que más veces han coincidido en el podio de un mismo Gran Premio.