牛顿出生于仅有少量土地的普通农家。按照当时的阶级划分，他的社会出身是属于出租土地的富农阶层。这个阶层虽然不太贫困，但是，由于英国激烈而持久的内战，使他家也无法富裕起来。牛顿家里有一幢石砌的古老而结实的二层楼房，墙上爬满了常青藤，使人一看便可以知道它经历了漫长的岁月。牛顿的幼年和童年就是在这里度过的。
牛顿的父母都是平民。他父母的祖先也都是名不见经传的英国社会中的小人物。牛顿的父亲是一位身体健壮、勤劳朴实、憨厚正直的农夫。他靠着祖上传下来的一点儿地产，以耕种为生，苦心经营。他的生活并不富裕，直到30多岁时，才与邻村艾斯库家的女儿汉娜结了婚。可是，不幸的是在他婚后不久，即牛顿出生前的1642年10月6日，由于患急性肺炎等疾病而倒下了。年仅36岁的父亲就这样结束了他年轻的生命。瘦弱的母亲汉娜一面忍受着巨大的精神上的打击，一面支撑着小小的家业，顽强地活了下来，并在丈夫去世后的两个多月，生下了早产的小牛顿。为了纪念丈夫，汉娜妈妈给小牛顿起了一个与丈夫一样的名字——伊萨克。小牛顿也在父亲的故居中逐渐长大。这幢石砌的二层楼房，至今仍保存在格兰瑟姆镇附近的伍尔斯索普村中。
勤劳善良的汉娜，虽然体弱多病，但却是一位非常要强的女性。她在既无亲友救助又无遗产的情况下，一面从事极其繁重的耕织劳动，一面帮助别人做些针线活儿，以弥补经济收入的不足。汉娜妈妈把全部的爱都倾注在牛顿身上，宁可自己含辛茹苦，也决不让他受一点委屈。这样，她们孤儿寡母相依为命，在困境中艰难地生活了3年。
在牛顿刚刚3岁时，一件令他悲痛欲绝的事情发生了。
那是一个对小牛顿影响极大的事件。原来，和他相依为命的汉娜妈妈，几经贫困交加的煎熬之后，在邻居们的劝说下，不得不决定改嫁，与邻村的一个名叫巴拿巴·史密斯的牧师结婚了。按照规定汉娜妈妈要搬到牧师那里——伍尔斯索普村南面1.6公里的小村庄北尉坦去住。由于史密斯不愿意让他的妻子带着前夫的孩子，于是，刚刚3岁的小牛顿，不得不离开母亲，继续留住在伍尔斯索普村。他成了一个孤苦伶仃的孩子。这时，只有外祖母艾斯库和舅舅詹姆斯抚养、照顾可怜的小牛顿。
外祖母是一位心地善良的老太太。她对这个失去父亲又离开母亲的外孙，格外疼爱，并且细心地照料着小牛顿。尽管如此，幼年时期的牛顿，并不是一个聪明活泼、讨人喜爱的孩子。他从小失去父亲，又长年得不到母亲的疼爱，这无疑影响了牛顿的非智力因素的发展，使他逐渐形成了胆小、腼腆和孤僻的性格。他从来不愿意与小朋友们在一起玩耍，尤其是与那些喜欢打打闹闹的孩子更合不来。因此，幼年时期的牛顿，很少像其他孩子那样爬树、抓青蛙、拿着棍子到处跑，或者到河边去钓鱼。相反，牛顿却郁郁寡欢，常常独自一人待在家里想着心事。这样，不幸、孤独伴随着他整个幼年。
