Allerede i ungdommen samlet Arnold Guyot på planter og insekter. Han fikk tidlig utdannelse i La Chaux-de-Fonds og så ved kollegiet i Neuchâtel. Der studerte han teologi og så naturhistorie. I 1825 fortsatte han studiene i Karlsruhe. Her bodde han hos en familie Braun, der han ble kjent med Louis Agassiz (1807–1873). Fra Karlsruhe flyttet han til Stuttgart for ytterligere studier. Han returnerte til Neuchâtel i 1827.