父亲高立人是清华大学教授，专于建筑学研究，参与过国内多项重要建筑项目的设计规划。母亲张克群同样毕业于清华大学，是著名的古建筑学家，著有《中国古建筑二十讲》等专业著作，长期致力于中国传统文化遗产的保护与研究。
祖父高景德是中国科学院院士，曾任清华大学校长，在电机工程领域造诣深厚，是我国电力系统工程的奠基人之一。祖母沈元是北京航空航天大学教授，主要研究空气动力学，为我国航空航天事业培养了大量人才。
外曾祖父张维是著名的流体力学家，同样担任过清华大学校长，在工程力学领域享有国际声誉。家族中还有多位成员毕业于哈佛、耶鲁等海外顶尖高校，涉及物理、计算机等前沿学科。
这种学术氛围浓厚的家庭环境，让高晓松从小接触到多元文化与知识熏陶。妹妹高晓江同样毕业于清华大学，后赴美国深造，现为某高科技企业资深工程师。
从祖父辈的院士校长，到父母辈的学科专家，再到兄弟姐妹的海外深造经历，高晓松的家庭背景不仅是知识传承的象征，更折射出中国近现代知识分子家庭的典型特征。