詹天佑，字眷诚，广东南海县人。是我国近代科学与工程技术史上的先驱，也是我国杰出的爱国知识分子。19世纪80年代，他投身于中国铁路建设事业，曾主持过我国京张、川汉、粤汉等早期铁路的建设，为发展我国早期铁路建设事业呕心沥血，奋斗终生。特别是他主持的京张铁路的建成，震惊中外，显示了我国劳动人民的勤劳与智慧，振奋了民族精神，推动了铁路事业的发展。
詹氏大家庭
詹天佑的曾祖詹万榜是清乾隆年间的太学生，因经销茶叶来到广东。祖父詹世鸾继承了上辈的事业，迁居到广东省城，生意渐渐做大。祖父詹世鸾的名字被载入《婺源县志》，称他“资禀雄伟、见义勇为。佑父理旧业，偿夙逋千余金……立文社，置祀田，建学宫，修会馆，多挥金不惜”。
可是到了詹天佑的父亲詹兴洪那一代，鸦片战争爆发了，英国侵略者用大炮轰开了中国的门户。那些原来为清王朝的统治者服务的商人们，开始为英国侵略者服务，变成了英国侵略者控制的买办，在广州的一些外销小商人开始衰落。到第二次鸦片战争时，詹氏的荣行和其他很多外销小商人一样，全都破产了。父亲詹兴洪也不得已把全家由广东省城迁回南海，一面读书，一面种田，维持家计。
机器模型里的童年
詹天佑7岁的时候被父亲送到南海一所私塾里去读书。广东在两次鸦片战争后已成为英国侵略扩张的一个基地。鸦片、纺织品和其他洋货由香港进入广东，内地的农产品和工业原料又由广东运往香港。
在这样的环境中，詹天佑早早地接触到了资本主义国家的工业品和机器，于是他开始对四书、五经和八股文不感兴趣，每天去玩弄自己用泥土做的机器模型，收集一些机器零件。在他的衣袋里，常常装着一些小的齿轮或是发条等。他在街上走时，看见洋人带有新奇的东西，总要伫立很久，看个究竟，到底是个什么样的东西？怎样做成的？如果有机会的话，他一定向旁人问个清楚。对于机械，他从小时候起就有着浓厚的兴趣。
父亲詹兴洪很了解儿子对机器的兴趣，并经常给予鼓励和支持。
父亲詹兴洪有个安徽同乡，名叫谭伯村。他非常喜欢詹天佑，认为这个孩子聪明、坚毅，将来一定会有成就的。那时候，谭家比詹家富裕一点，因此常常接济詹家。
中国第一代留学生
1871年年底，11岁的詹天佑读完了私塾，是该去种田，还是做学徒去，父亲詹兴洪开始给他最喜欢的长子考虑出路问题。他当然希望詹天佑能多读些书或去省城学些技艺，但由于家庭经济情况不好，不能如愿以偿。
正当父亲为詹天佑的工作、学习找不到出路的时候，清朝政府派容闳到香港主持“选送幼童出洋肄业”的招生工作。那时谭伯村正在香港，听到这消息，特地从香港赶回来，劝詹兴洪夫妇送詹天佑去美国留学，并说这是走洋翰林的路子，一辈子的金饭碗。詹兴洪夫妇犹豫不决：自己的孩子从未离开过父母的身边，那么小送到外国读书。父母很是放心不下，但为了詹天佑的前途考虑，还是决定将詹天佑送往国外念书。于是，谭伯村便到香港给詹天佑报了名，并注明学习的专业是机艺。
1872年，年仅12岁的詹天佑，到香港投考容闳的幼童出洋预备班时被录取了。录取之后，按照清朝政府的规定，其父兄必须在“出洋志愿书”上签字画押。于是詹兴洪怀着将与儿子离别10年，疾病死亡只能“各安天命”的沉重心情，在“出洋志愿书”上签了字。
詹天佑等第一批学生共30名，乘船赴美，到达美国后，就经华盛顿转往斯普林菲尔德，当时容闳所主持的留学生事务所就设在这里。1873年，詹天佑补习了一个时期的外语后，已能直接听课，于是就进入了西海文小学学习。
1876年，詹天佑以卓越的成绩考取了纽海文中学。在中学学习的几年中，詹天佑开始系统地学习科学的基础知识，他对自然科学的课程尤感兴趣，这给他后来在耶鲁大学学习土木工程及铁路专科打下了良好的基础。
留学生的棒球代表
詹天佑并不只是一个埋头读书的学生，他深深了解健康对于事业的重要性，因而他在课余时间，特别注意锻炼身体。他喜爱各种运动，如游泳、滑冰、钓鱼、打球等。他也特别喜欢打棒球，而且还是中国留学生代表队——中华棒球队的队员。这个球队曾同旧金山附近橡地的半职业球队进行过一场表演赛，他们的球艺震惊了美国人。
1878年，詹天佑以优秀的成绩毕业于纽海文中学。他在美国中小学求学的几年中深切体会到：由于祖国的贫弱，国际地位日益低落，中国人在美国受到了种种的歧视。因此，他迫切希望改变当时中国落后的经济制度。所以当他中学毕业后，就决意投考工程学系，他愿以自己优秀的学习成绩来为祖国的工程事业服务。
圆满完成国外学业
詹天佑是最早几个通过大学考试的中国学生之一。17岁的时候，他进入了美国耶鲁大学的以雪费尔命名的科学学堂。因为他擅长科学和数学，进入土木工程系后，学习的是铁路工程一科。
詹天佑在耶鲁大学学习的四年中刻苦钻研，成绩十分优异，尤其是数学。在班级上，他是数学最优秀的学生，在一、二年级时，曾获数学奖学金，在毕业考试中，他得了第一名。第四学年，詹天佑开始写毕业论文，经过半年多的努力，终于写成了很有价值的题为《码头起重机的研究》的论文。
在大学时期，詹天佑除了努力学习外，在课余时间还阅读了很多文艺作品——尤其是具有民主思想的进步作家的作品。他仔细地阅读了14世纪意大利文艺复兴时代反宗教的优秀作家——薄伽丘的的代表作《十日谈》等；又广泛地阅读了英国伟大的古典作家、戏剧大师——莎士比亚的作品和美国的民主主义作家马克·吐温的作品。他对马克·吐温的作品特别爱好。这些作品对詹天佑的思想都有一定的影响。
容闳“教育计划”中的120名出洋肄业的幼童，最后一批30名于光绪元年（1875年）秋间抵美国。这些幼童却没能像詹天佑一样顺利完成学业。由于国内清政府顽固派的阻挠和美国的反华舆论和行为，光绪七年（1881年），120名留学生全部返回祖国。当这120人回国时，只有詹天佑和他的同班同学欧阳庚获得了学位，圆满完成了在国外的学业。