Личная жизнь и убеждения Саган был трижды женат: в 1957 году на биологе Линн Маргулис, матери Дориона Сагана и Джереми Сагана; в 1968 году художнице Линде Зальцман, матери Ника Сагана; и в 1981 году автору Энн Друян, матери Александры Рэйчел (Саша) Саган и Самуэля Демокрита Сагана.
Саган был трижды женат; биолог Линн Маргулис (мать Дориона Сагана) в 1957 году, художница Линда Зальцман в 1968 году и писательница Энн Друян в 1981 году, на которой он был женат до своей смерти.