约翰·卡梅隆·米切尔出生于美国得克萨斯州埃尔帕索。父亲是美国陆军少将约翰·亨德森·米切尔（JohnHendersonMitchell），曾任美军驻西柏林指挥官。母亲琼·卡梅隆·米切尔（JoanCameronMitchell）是土生土长的苏格兰格拉斯哥人，后作为一名年轻教师移民到美国，同时，她还是一位水彩画画家。他的父母是虔诚的天主教徒以及保守派共和党，米切尔是两人的长子。米切尔成长于美国、德国以及苏格兰的陆军基地。他就读于天主教学校，包括圣泽维尔高中（堪萨斯州章克深城）（St.XavierHighSchool（JunctionCity,Kansas））和圣庇护十世高中（新墨西哥州阿布奎基）（St.PiusXHighSchool（Albuquerque,NewMexico）），并于1981年毕业于后者。他的弟弟科林·米切尔（ColinMitchell）也是一个演员、作家和导演。

11岁时，他在苏格兰的本笃会男孩寄宿学校里出演了首个舞台剧角色——基督诞生音乐剧中的圣母玛利亚。1981年至1985年，他就读于西北大学（NorthwesternUniversity）学习戏剧，但因为得到出演百老汇音乐剧《大河》（BigRiver）的工作机会，他在毕业前提前离开了学校。