Regele Mihai s-a născut la Sinaia, fiind fiul principelui Carol (viitorul rege Carol al II-lea) și al prințesei Elena a Greciei. Din partea tatălui este nepot al regelui Ferdinand I și al reginei Maria, iar din partea mamei nepot al regelui Constantin al Greciei. Astfel, Mihai al României este descendentul celor mai importante familii regale și imperiale ale Europei, printre ele numărându-se familiile regale britanică, rusă și habsburgică, strămoși direcți ai săi fiind țarii Nicolae I și Alexandru al II-lea al Rusiei, regina Victoria a Marii Britanii, împărați habsburgi, regi ai Prusiei, Portugaliei șamd.

Este stră-strănepot al reginei Victoria a Marii Britanii atât pe filieră maternă, cât și paternă. Este văr de gradul trei al reginei Elisabeta a II-a a Marii Britanii.