Jason Jordan Segel ble født 18. januar 1980 i Los Angeles, California. Han er sønn av advokaten Alvin Segel og Jill Segel. Jason er den midterste i søskenflokken på tre. Han har en eldre bror ved navn Adam og en seks år yngre søster som heter Alison. Hans far er av jødisk opprinnelse, mens hans mor er kristen. Dette hadde en innflytelse på Jason, som ble oppdratt som en jøde, men han gikk på en kristen skole.