Att miljontals unga väljare inte finns med i röstlängden skulle kunna leda till en seger för övergångslägret i EU:s folkomröstning, varnade han.
Miliband sade att deras "optimistiska generation" kan hålla Storbritannien kvar i EU.
Men Leave-kampanjen, konservativ parlamentsledamot James Cleverly, sa att Milibands "cyniska" kommentarer skulle "dåra ingen".
Miliband sade i ett tal i London i lördags att 1,5 miljoner av de sex miljoner 18-24-åringar som är berättigade att rösta inte är registrerade, och inte heller är en fjärdedel av de åtta miljonerna 25-35-åringar.
De har fram till den 7 juni att registrera sig för att rösta i Förenade kungarikets folkomröstning om sitt medlemskap i EU, som äger rum den 23 juni.
Miliband sade: "I dag är en uppmaning till alla ungdomar att registrera sig för att rösta.
"Låt oss vara tydliga om faran - ett beslut att inte rösta är ett beslut att låta någon annan bestämma din framtid.
"Unga människor kan besluta om denna folkomröstning. Om de inte använder sin röst kommer faran att vara att folkomröstningen går förlorad."
Storbritanniens EU-röst: Allt du behöver veta
EU:s vägledning för folkomröstningsfrågor: Utforska argumenten
Miliband, som avgick som ledare för Labourpartiet efter dess nederlag i 2015 års allmänna val, sade Leavesidan erbjöd en "smal" framtid som låtsades handla om nationell frihet.
Han tillade: " När man frågar kampanjen om ledighet om framtiden - framtida arbetstillfällen, framtida möjligheter, framtida tillväxt - har de ett svar: de vet helt enkelt inte.
"Dessa ord bör ringa i öronen på varje barn, elev och förälder. Att inte veta är inte en väg till välstånd, att inte veta är vägen till lågkonjunktur."
Miliband berättade också för BBC Breakfast att det var mer sannolikt att yngre människor skulle rösta för att stanna kvar i EU med tre mot en, och att äldre människor skulle "uppmärksamma de ungas klokhet".
Han tillade: " Runt om i världen sparkar unga människor mot etablissemanget, och ändå vill unga människor stanna kvar.
"Det visar att Remain är en framtidsinriktad, positiv, optimistisk idé, eftersom jag tror att ungdomar tar för givet att vi måste arbeta med andra länder, och inte isolera oss."
Cleverly sade att Milibands "cyniska" försök att nå ungdomar "inte kommer att lura någon".
"Efter hans misslyckade försök att uppvakta ungdomsrösten via Russell Brand förra året, skulle man tro att han skulle veta bättre."
Han berättade också för BBC att han "absolut" ville att ungdomar skulle rösta i folkomröstningen.
"När jag talar med ungdomar märker jag faktiskt att de är mycket oroade över kostnaderna för EU-medlemskapet, över hur det begränsar vår förmåga att bedriva handel med utvecklingsländerna och hur det påverkar vår demokrati."
Samtidigt inledde sysselsättningsminister Priti Patel, pro-Brexit, en attack mot de ekonomiska prognoserna från hennes regeringskolleger i statskassan.
Samtidigt som hon var ute och kampanjade berättade hon för BBC att dess prognoser "har ifrågasatts kraftigt" och att röstmeddelandet var "att göra det positiva ekonomiska argumentet om varför vi bör lämna Europeiska unionen".
"Självklart kan vi ta tillbaka kontrollen över de pengar vi skickar till Europa och spendera det som växer vår ekonomiska bas och investera det i vårt ekonomiska välstånd i framtiden", sade hon.
Och trots deras allt mer personliga strid, David Cameron indikerade att han fortfarande betraktar Leave kampanjaren Boris Johnson som en "väsentlig" potentiell framtida efterträdare.
David Cameron sade att han inte skulle ompröva sina kommentarer om att John Johnson, George Osborne och Theresa May alla var personer som kunde kliva in i hans skor när han steg ner, vilket han har lovat att göra före nästa allmänna val.
Före detta Labourledaren Ed Miliband har utfärdat en "uppmaning till vapen" och uppmanat ungdomar att registrera sig för att rösta i nästa månads EU-omröstning.