Haagen-Smit fikk sin utdannelse først i Rijks Hoogere borgerskole i Utrecht, og tok eksamen ved Universitetet i Utrecht i 1922 med hovedfag i organisk kjemi. Han fikk sin master i 1926 og sin akademisk grad Ph.D. i 1929. Hans arbeid var på terpen, en klasse av organiske forbindelser og et hydrokarbon som finnes i planter. Tittelen på avhandlingen var .