Robert Prevost dorastał w Dolton, na przedmieściach Chicago, na terenie katolickiej parafii Najświętszej Maryi Panny Wniebowziętej. Uczęszczał tam do ośmioklasowej szkoły parafialnej (St. Mary of the Assumption School) przy Kościele Najświętszej Maryi Panny Wniebowziętej w Chicago, którą ukończył w 1969. Śpiewał w chórze kościelnym i służył jako ministrant. W wieku 14 lat rozpoczął naukę w niższym seminarium duchownym (St. Augustine Seminary High School) w miejscowości Holland w stanie Michigan, ukończył je w 1973.
Robert Prevost studiował na trzech uczelniach katolickich, w Villanovie, Chicago i Rzymie. W 1977 uzyskał licencjat z nauk matematycznych na Uniwersytecie Villanova w stanie Pensylwania. Dodatkowo studiował tam filozofię. W 2014 ta uczelnia uhonorowała go tytułem doktora honoris causa nauk humanistycznych. W 1982 ukończył studia teologiczne na Katolickiej Unii Teologicznej w Chicago, uzyskując licencjat kościelny (Master of Divinity) ze specjalizacją w misji międzykulturowej. W 1984 uzyskał licencjat prawa kanonicznego na Papieskim Uniwersytecie Świętego Tomasza z Akwinu w Rzymie, a trzy lata później zdobył stopień naukowy doktora prawa kanonicznego.