Né à Beyrouth le 18 août 1983 d'une mère libanaise et d'un père américain, Michael Holbrook Penniman a un an lorsque sa famille quitte le Liban pour Paris, où il va à l'école maternelle. Il vit dans la capitale française pendant environ 9 ans et ensuite part vivre à Londres.
Mika a deux sœurs plus agées, Yasmine (DaWack) et Paloma. Il a également une sœur plus jeune, Zuleika et un frère plus jeune, Fortuné. Yasmine l'aide avec le visuel de ses œuvres (c'est elle qui a dessiné la pochette de l'album Life in Cartoon Motion).
Lorsque Mika atteint l'âge de huit ans, son père est retenu à l'ambassade des États-Unis au Koweït pour des raisons de sécurité, pendant sept mois, au tout début de la Guerre du Golfe. Quand il déménage à Londres après neuf ans passés en France, il passe d'un petit établissement scolaire à une énorme institution. C'est alors que Mika s'enferme dans le silence, qu'il brise en jouant du piano. C'est après avoir écouté Heart-Shaped Box de Nirvana qu'il écrit sa première musique, qu'il décrit comme une pièce instrumentale, au piano, « affreuse », appelée Colère. Il se découvre alors une passion pour l'opéra et une capacité vocale hors-normes.
Mika étudie par la suite au lycée français Charles-de-Gaulle, où il est victime de harcèlement scolaire. Il a également à l'époque des problèmes de dyslexie. Il rencontre beaucoup de difficultés à 11 ans et est déscolarisé sur décision de sa mère pendant une période de 6 à 8 mois. Plus tard, il ira à la Westminster School, puis à la St Philips School de Kensington. À 19 ans, il obtient une place à la London School of Economics qu'il choisit de ne jamais fréquenter. Il parvient alors à intégrer le Royal College of Music, qu'il quitte pour une carrière solo.
Malgré plusieurs démos envoyées à des maisons de disque- où on lui dit qu'il a du talent mais qu'il est trop différent, Mika ne désespère pas. L'une d'elle lui demande de chanter à la manière de Robbie Williams ou Craig David ; Mika refuse et écrit contre cette société une chanson – sa rythmique citant au Mariage de Figaro. Il déclarera : « Vous voulez que je sois Craig David, je vais être Grace Kelly au lieu de ça et on verra toujours si vous voulez me faire un contrat ». Et d'ajouter : « Ils ont lu les paroles et quand ils sont arrivés à la ligne qui dit « Est-ce que je dois paraître plus vieux, est-ce que je dois me mettre à genoux juste pour être sur votre étagère ? », ils ont décidé de ne pas me rappeler. » Mika arrive ensuite dans une petite maison de disque qui fait faillite, lui donne l'album et dit : « Maintenant, pressez Play » Pour Mika, ses influences semblent ailleurs comme il le dit : « J'ai grandi en écoutant beaucoup de choses, de Joan Baez à Bob Dylan, de Serge Gainsbourg à de la musique flamenco. En vieillissant mes goûts sont devenus plus éclectiques mais je retourne toujours aux auteurs géniaux comme Prince, Queen, Elton John ou Michael Jackson. »
