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(John Henderson Mitchell),曾任美军驻西柏林指挥官。母亲琼·卡梅隆·米切尔(Joan Cameron Mitchell)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. Xavier High School(Junction City, Kansas))和 圣庇护十世高中(新墨西哥州阿布奎基)(St. Pius X High School(Albuquerque, New Mexico)),并于1981年毕业于后者。他的弟弟科林·米切尔(Colin Mitchell)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(Northwestern University)学习戏剧,但因为得到出演百老汇音乐剧《大河》 (Big River)的工作机会,他在毕业前提前离开了学校。