Giovanni Maria Mastai-Ferretti var sønn av greve Girolamo Mastai-Ferretti og hans hustru Caterina Solazzi. Han ble utdannet ved piaristenes kollegium i Volterra og i Roma. Han ønsket å bli en del av den pavelige vaktstyrken i sin ungdom, men ble avvist da han hadde epilepsi. Han startet da i stedet teologistudier ved et romersk presteseminar.