Sagan a été mariée trois fois : en 1957, à la biologiste Lynn Margulis, mère de Dorion Sagan et de Jeremy Sagan ; en 1968, avec l'artiste Linda Salzman, mère de Nick Sagan ; et en 1981, à l'auteure Ann Druyan, mère d'Alexandra Rachel -LRB- Sasha -RRB- Sagan et Samuel Democritus Sagan. Son mariage avec Druyan se poursuit jusqu'à sa mort en 1996.
Sagan se maria trois fois ; la biologiste Lynn Margulis -LRB- mère de Dorion Sagan -RRB- en 1957, de l'artiste Linda Salzman en 1968 et de l'auteure Ann Druyan en 1981, à qui il a été marié jusqu'à sa mort.