Morell tilhørte en familie av konverterte jøder i Barcelona i Spania, og emigrerte med sin far da hun var åtte år til Lyon i Frankrike. Hun studerte latin, gresk, hebraisk, retorikk, dialektikk, etikk og musikk som autodidakt. I 1606, 12 år gammel, forsvarte hun offentlig sine teser i etikk og dialektikk summa cum laude. Hun studerte siden fysikk, metafysikk, kanonisk rett og sivilrett som autodiakt. På sin fars ønske kunne hun ta doktorgrad i juridikk etter at hun hadde forsvart sine teser i juridikk for viselegaten i det pavelige palass i Avignon foran en stor tilhørerskare av aristokrater.