Neil deGrasse Tyson se narodil a vyrůstal v New Yorku, kde se vzdělával ve státních školách až po absolvování Bronx High School of Science. Tyson dále získal bakalářský titul z fyziky na Harvardu a doktorát z astrofyziky na Kolumbijské univerzitě.
Tysonův odborný zájem o výzkum je široký, ale zahrnuje tvorbu hvězd, explodující hvězdy, trpasličí galaxie a strukturu naší Mléčné dráhy. Tyson získává data z Hubbleova vesmírného dalekohledu a také z teleskopů v Kalifornii, Novém Mexiku, Arizoně a v Andách v Chile.
V roce 2001 byl Tyson prezidentem Bushem jmenován členem dvanáctičlenné komise, která zkoumala budoucnost amerického leteckého a kosmického průmyslu. Závěrečná zpráva byla zveřejněna v roce 2002 a obsahovala doporučení (pro Kongres a hlavní vládní agentury), která by podpořila prosperující budoucnost dopravy, výzkumu vesmíru a národní bezpečnosti.
V roce 2004 byl Tyson prezidentem Bushem opět jmenován členem devítičlenné komise pro realizaci politiky Spojených států v oblasti výzkumu vesmíru, nazvané Komise pro Měsíc, Mars a další. Tato skupina navigovala cestu, kterou se nová vesmírná vize může stát úspěšnou součástí amerického programu. A v roce 2006 jmenoval šéf NASA Tysona členem prestižního poradního sboru, který pomůže NASA provést věčnou potřebou vměstnat ambiciózní vize do omezeného rozpočtu.
Kromě desítek odborných publikací Dr. Tyson psal a stále píše pro veřejnost. Je autorem měsíčních esejů pro časopis Natural History pod názvem Vesmír. A mezi devíti Tysonovými knihami jsou jeho memoáry The Sky is Not the Limit: Adventures of an Urban Astrophysicist; a Origins: Čtrnáct miliard let kosmické evoluce, kterou napsal společně s Donaldem Goldsmithem. Origins je doprovodnou knihou ke čtyřdílné minisérii PBS-NOVA Origins, v níž Tyson působí jako moderátor. Pořad měl premiéru 28. a 29. září 2004. A od podzimu 2006 se Tyson objevuje jako kamerový moderátor vedlejšího programu PBS-NOVA NOVA ScienceNow, který je přístupným pohledem na hranici všech vědeckých poznatků, jež utvářejí chápání našeho místa ve vesmíru.
Dvěma posledními Tysonovými knihami jsou hravá a poučná kniha Death By Black Hole and Other Cosmic Quandaries, která se stala bestsellerem New York Times, a The Pluto Files:
Tyson je držitelem devíti čestných doktorátů a medaile NASA za zásluhy o veřejnost. Jeho přínos k veřejnému poznání vesmíru ocenila Mezinárodní astronomická unie oficiálním pojmenováním planetky 13123 Tyson. Z lehčího hlediska byl Tyson v roce 2000 časopisem People zvolen nejvíc sexy žijícím astrofyzikem.
Tyson je prvním držitelem ředitelského místa Fredericka P. Rose v Haydenově planetáriu. Tyson žije v New Yorku se svou ženou a dvěma dětmi.