Рођен је 13. јануара 1990. године у Мелбурну, у Викторији.[1] Син је Леони, наставнице енглеског језика, и Крејга Хемсворта, саветника за социјалне услуге.[2][3][4] Има два старија брата, Лука и Криста Хемсворта, који су такође глумци.[5] Његов деда по мајци је холандски имигрант, а такође има и енглеског, ирског, шкотског и немачког порекла.[6] Изјавио је да, иако међу браћом постоји конкуренција за посао, она је пријатељска: „Ми смо браћа и увек смо конкурентни, али то је добра ствар, гура нас напред и срећни смо кад год неко од нас добије улогу.”[7]
