З раннього дитинства він виявляв інтерес до навколишнього світу, був оточений різними «науковими іграшками» (наприклад, «магічним диском» — попередником кінематографа, моделлю небесної сфери, дзигою-«дияволом» та ін), багато почерпнув зі спілкування зі своїм батьком, захоплювався поезією і зробив перші власні поетичні досліди. Лише в десятирічному віці у нього з'явився спеціально найнятий домашній учитель, проте таке навчання виявилося неефективним, і в листопаді 1841 року Максвелл переїхав до своєї тітки Ізабелли, сестри батька, в Единбург. Тут він вступив в нову школу — так звану , що робила наголос на класичну освіту — вивчення латини, грецької і англійської мов, римської літератури і Святого Письма.