Han var sønn av kjøpmann Johan Mortensen og hustru Susanne Jacobsen. Han giftet seg med Josephine Effersøe, søster til sysselmann og landstingsmann Oliver Effersøe og dikter R.C. Effersøe. Blant Niels Juel og Josephine Mortensens barn var sakfører, kontorsjef og lagtingsmann Edward Mitens (født Mortensen), hvis sønn var dommer Ole Mitens.