أبوه أبو طالب بن عبد المطلب واسمه عبد مناف وعبد المطلب اسمه شيبة بن هاشم واسمه عمرو بن عبد مناف، واسمه المغيرة بن قصي، واسمه زيد بن كلاب بن مرة بن كعب بن لؤي بن غالب بن فهر بن مالك بن النضر بن كنانة بن خزيمة بن مدركة بن إلياس بن مضر بن نزار بن معد بن عدنان.
أمه فاطمة بنت أسد بن هاشم بن عبد مناف بن قصي.
لدى علي ثلاثة من الأشقاء وأختين، هم
طالب بن أبي طالب.
جعفر بن أبي طالب.
عقيل بن أبي طالب.
أم هانئ.
جمانة بنت أبي طالب.
زوجات علي بن أبي طالب وأبنائه منهم
فاطمة الزهراء بنت محمد بن عبد الله. أم:
الحسن بن علي.
الحسين بن علي.
المحسن بن علي. (مختلف عليه)
زينب بنت علي.
أم كلثوم بنت علي.
أم البنين فاطمة بنت حزام بن خالد الكلابية. أم:
العباس بن علي.
عثمان.
جعفر.
عبد الله.
قتلوا جميعا في كربلاء.
ليلى بنت مسعود بن خالد التميمية.
أم أبي بكر -قتل في كربلاء-
عبيد الله -قتله المختار الثقفي-.
أسماء بنت عميس الخثعمية.
أم يحيى وعون.
أم حبيبة بنت زمعة بن بحر التغلبية.
أم عمر ورقية.
أم سعيد بنت عروة بن مسعود الثقفية.
أم رملة الكبرى وأم الحسن.
ابنة امرئ القيس بن عدي بن أوس الكلبية.
ولدت له ابنة واحدة ماتت صغيرة.
أمامة بنت أبي العاص بن الربيع العَبْشَمِيّة (أي من بني عبد شمس من قريش)، وأمها زينب بنت النبي محمد.
أم محمد الأوسط.
خولة بنت جعفر بن قيس الحَنَفِيّة وكانت من سبايا حرب اليمامة. أنجبت له محمدا الأكبر وهو محمد بن الحنفية، سمي بذلك نسبة إلى أمه التي من قبيلة بني حنيفة.
ذرية علي بن أبي طالب وزوجاتهنسل علي بن أبي طالب
وهم الأشخاص الذين يرجع نسبهم إلى علي بن أبي طالب ويطلق عليهم السادة وهم نسل الحسين أو الأشراف وهم نسل الحسن وينقسمون إلى:
الأئمة الإثني عشر
الأدارسة
الفاطميون