Mẹ của Nathan Lee là tiến sĩ, giảng viên đại học danh tiếng và lâu đời nhất thế giới tại Pháp, bà nói được 3 ngôn ngữ khác nhau. Bố của nam ca sĩ là ông Trương Triều Dương - từng là đại sứ Việt Nam tại Tây Ban Nha,  ngoài ra còn là Vụ trưởng bộ Ngoại giao, trưởng đại diện Quan chức cao cấp của Việt Nam tại Diễn đàn hợp tác Á – Âu, kiêm Thống đốc Quỹ Á – Âu. Em gái của Nathan Lee cũng là một người tài không kém ai trong gia đình, nam ca sĩ giỏi 5 thứ tiếng thì em gái anh cũng giỏi 4 thứ tiếng, cô còn là nhà thiết kế thời trang, họa sĩ và là đại diện cho một hãng mỹ phẩm quốc tế lớn...