谷爱凌的母亲是 谷燕，她出生于北京，在北京大学毕业后去到了美国斯坦福大学继续深造。谷燕曾是一名滑雪教练，在2022年入选北京冬奥会自由式滑雪大跳台及坡面障碍技巧队管理。谷爱凌受到母亲的影响，走上了滑雪这条道路，并且后来把美国国籍换成了中国国籍。
谷爱凌的外婆是 冯国珍，1955年毕业于交通大学电力工程系工业企业自动化专业，曾任中华人民共和国交通运输部体改司高级工程师，此前还是交通大学的一名篮球运动员。冯国珍在谷爱凌出生后，来到美国照顾她，并在教育上对谷爱凌有很大的影响，教她汉语、讲中国故事等，间接造就了谷爱凌选择加入中国国籍。
谷爱凌的外公是 谷振光，上海人，中国住建部最受赞誉的首席电气工程师，曾是中国名校足球主力，还擅长诗、琴、绘画、游泳、滑冰和滑雪。谷振光在2014年在美国逝世。
关于谷爱凌的父亲，网传名叫Ray Sidney，是谷歌的创始元老级人物，工号第五，房地产老板，生物学家。此前曾在他的社交媒体上更换了自己和谷爱凌小时候的相片作为头像。但后来Ray Sidney澄清道，自己并非谷爱凌的亲生父亲，只是和谷爱凌的妈妈有过一段时间的交往。除此之外，没有关于谷爱凌父亲的任何消息。