Carlo Cattaneo naît à Milan le 15 juin 1801. Il est le deuxième des six enfants de Melchiorre Carlo Cattaneo, propriétaire d’une petite boutique d’orfèvrerie, et de Maria Antonia San Giorgio. Etant donné les possibilités financières réduites de sa famille, il doit fréquenter les séminaires d’Arlenico, de Monza et de Milan - où il suit les cours de belles lettres, de logique et de métaphysique - avant de laisser la soutane et de s’inscrire au lycée milanais de Sant’Alessandro. C’est ici, entre 1818 et 1819, qu’il passe les examens d’instruction religieuse, d’histoire universelle, de mathématique, de physique, de mathématique expérimentale, de philosophie théorétique et pratique.