Huxley era parte de uma distinta família de acadêmicos britânicos. Era irmão do escritor Aldous Huxley, e meio irmão do também biólogo e  Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina, Andrew Huxley; seu pai foi o escritor e editor Leonard Huxley; e seu avô paterno foi o  biólogo T. H. Huxley, famoso por ser colega e apoiar Charles Darwin. Seu avô materno foi o acadêmico Tom Arnold filho de Thomas Arnold da Rugby School.