Pobożnie wychowany, bez aparycji. Jan Kazimierz urodził się na Wawelu 22 marca 1609 r. jako drugi syn Zygmunta III Wazy i Konstancji Habsburżanki. Jego starszy brat, noszący to samo imię, zmarł w wieku zaledwie dwóch tygodni, w styczniu 1608 r. Wychowanie, jak i podstawy edukacji, Jan Kazimierz odebrał razem z młodszym rodzeństwem pod kierunkiem ochmistrzyni dworu królowej, Urszuli Meierin, jak też jezuitów. Nic zatem dziwnego, iż przez całe życie cechowała go głęboka pobożność. Często się spowiadał i uczestniczył w nabożeństwach i pielgrzymkach.
Królewicz uczył się filozofii i matematyki (inżynierii wojskowej), jazdy konnej, szermierki i tańca. Poznał bardzo dobrze języki obce – niemiecki, łacinę, włoski i francuski. Niemniej oceniano, że nie wykazywał zainteresowań intelektualnych. Później pojawiały się nawet krzywdzące opinie, że „tak mało ma w głowie, że niczym zająć się nie może, a w życiu swoim nie przeczytał jeszcze żadnej książki do końca”.
Wyrósł na mężczyznę o niezbyt ujmującej aparycji. Nuncjusz Honorat Visconti scharakteryzował młodego Wazę w 1636 r. następująco: „Jest wzrostu wysokiego, dość kształtnego, i byłby przystojniejszym, gdyby nie kolor twarzy mocno wpadający w śniady. Rysy jego, na pierwszy rzut oka nie bardzo przyjemne, jeszcze bardziej zeszpetniały, gdy roku przeszłego dostawszy we Lwowie ciężkiej ospy odbył znaczną część podróży, której wkrótce po nim dwaj bracia nie uniknęli kresu. Oprócz tego nie ma żadnego wdzięku w ruchach ciała, obejściu i mowie”. Królewicz dosyć szybko zaczął łysieć, dlatego często nosił perukę, a do tego strój cudzoziemski.
Zafascynowany wojskiem. Zwracano też uwagę na niektóre cechy jego charakteru – był bardzo podejrzliwy, kapryśny i łatwo zmieniający zdanie, a przy tym porywczy i uparty.