朱棣文的英文名字叫Steven Chu，1948年2月28日，当他在美国密苏里州的圣路易斯市出生时，他的父亲--时任华盛顿大学化学工程教授的朱汝瑾怎么也想不到，这个大眼睛的漂亮男孩，会在半个世纪后获得诺贝尔奖。

童年的朱棣文有着丰富的想象力，他经常将软肥皂捏成各种动物形状，连大人看到也感到惊奇。稍大一点，他就能用小刀在木头上雕刻飞机、军舰等他感兴趣的玩意儿，客厅里到处摆放着他的杰作。到了小学四年级，朱棣文已经成为一名“合格的”安装工了。他经常把一大堆零件组装在一起，做成一个连他自己也不知为何物的大东西。他的房间里，堆满了他乱丢的金属“大梁”和小螺钉、小螺母。通情达理的母亲允许朱棣文进行他的“工程创作”，并且对他进行鼓励。但是，由于他不喜欢死记硬背，读小学时他的成绩并不出色，对家庭作业也不怎么感兴趣。

那时的朱棣文非常淘气，他头脑中经常闪现出其他孩子想不到的主意。有一次，在上英文阅读课时，朱棣文发现有两篇文章系同一作者所写，他就像发现了新大陆，立刻大声叫着，手舞足蹈地跳着。朱棣文读高中时的物理老师托马斯·迈纳是一位博士，他渊博的知识对朱棣文产生了非常大的影响。在课堂上，迈纳先生把枯燥的物理理论解释得通俗而有趣味。他还告诉学生，物理是“万物之理”，在五彩缤纷的大千世界，一切都要追溯到那个“理”。

在迈纳老师的鼓励下，朱棣文在纽约花园市中学的最后一个学期里，自己设计制造了一个物理钟摆，并用它精确地测量了重力加速度。朱棣文说，是他从小就开始的“建筑”经历所积累的技能，直接对他建造钟摆起了作用。但他高中毕业后，父亲不太赞成儿子在大学里攻读物理专业，他认为物理学领域强手林立，面临的挑战和难度极大；他认为，善于绘画的儿子更适合读建筑业。然而朱棣文仍然选择了物理学。父亲最终尊重了他的选择。