Vida privada y creencias

Matrimonios y descendencia:

Sagan contrajo matrimonio tres veces: En 1957, con la bióloga Lynn Margulis, madre del escritor Dorion Sagan y del programador y empresario informático Jeremy Sagan; en 1968, con la artista y guionista Linda Salzman; y 1981, con la escritora y activista Ann Druyan, madre de la productora, guionista y directora Sasha Sagan y de Sam Sagan, unión que duraría hasta la muerte del científico 1996. Los hijos de Carl Sagan fueron:
Dorion Solomon Sagan (1959)
Jeremy Ethan Sagan (1960)
Nicholas Julian Zapata "Nick" Sagan (1970)
Alexandra Rachel "Sasha"
Druyan Sagan (1982)
Samuel Democritus "Sam"
Druyan Sagan (1991)

Creencias:

El escritor Isaac Asimov describió a Sagan como una de las dos únicas personas que había conocida describió a Sagan como una de las dos únicas personas que había conocido cuyo intelecto superaba al suyo, siendo la otra el informático y experto en inteligencia artificial, Marvin Minsky.
Sagan escribía a menudo sobre la religión y sobre la relación entre esta y la ciencia, expresando su escepticismo sobre la convencional conceptualización de Dios como ser sapiente, en el libro El mundo y sus demonios (1995), Sagan ejemplifica la falacia del argumento especial con ejemplos exclusivamente religiosos.
En 199, en respuesta a una pregunta acerca de sus creencias religiosas, Sagan contesto: Soy agnóstico. El punto de vista de Sagan sobre la religión ha sido interpretado como una forma de panteísmo comparable a la creencia de Einstein en el dios de Spinoza. Sagan sostenia que la idea de un creador del universo era difícil de probar o refutar, y que el único descubrimiento científico que podría de safiarla seria el de un universo infinitamente viejo.