Karol I Stuart urodził się 19 listopada 1600 r. w pałacu znajdującym się w Dunfermline, w hrabstwie Fife w Szkocji, jako jedno z trojga dzieci króla Szkocji Jakuba VI Stuarta i królowej Anny Duńskiej. Był dzieckiem chorowitym, jąkającym się i bardzo nieśmiałym. Chorował na krzywicę, co opóźniło znacznie naukę chodzenia. W wieku trzech lat nauczył się chodzić w specjalnie dla niego zrobionych butach.
Jego ojciec, Jakub I, oraz wychowawca George Villiers, książę Buckingham, nazywali go zdrobniale „Karolek" (Charlie). Był bowiem niskim chłopcem, a potem niewysokim mężczyzną, nawet jak na ówczesne normy. W chwili koronacji w 1625 r. miał jedynie 162 cm wzrostu. Historycy twierdzą, że był najniższym królem w historii Wielkiej Brytanii. Do tego był szczupły, ponieważ nie nadużywał jadła ani alkoholu, czym stanowił dokładne przeciwieństwo swojego ojca króla Jakuba I.