李四光，原名李仲揆。1889年（清光绪十五年）10月26日，生于湖北省黄冈县回龙镇下张家湾村。祖父库里，蒙古族人。父亲卓侯，改为李姓，是一位乡村私塾的教师。李仲揆5岁入塾学习。1902年到武昌考入新办的第二高等小学堂，改名四光。在校学习成绩优异，1904年获官费保送赴日本留学。
抵日后，入东京弘文学院学习日语，结识宋教仁、马君武等人。1905年8月，三人一起参加了孙中山倡导的革命活动，成立中国同盟会时为创建会员，李四光是其中年龄最小的一位。
孙中山见他年轻，曾赠他八个字：“努力向学，蔚为国用”，给以勉励和期望。1907年7月，李四光考入大阪高等工业学校学造船机械。1910年7月毕业归国，任教于武昌昙华林湖北中等工业学堂，并参与了一些革命社团之间的联络活动。1911年夏秋之交，清廷举行辛亥第六次游学生廷试，李四光到北京参加了这次考试，成绩为最优等，被列入“工科进士”榜。10月10日武昌首义爆发，全国响应，湖北成立鄂军都督府。李四光立即赶回武昌，任都督府理财部参事，随后被选为实业部部长。南京临时政府成立后，湖北实业部改为实业司，李四光仍任司长，为调整恢复工商业支援革命战争做了大量工作。次年3月，袁世凯任大总统，倒行逆施。鄂军都督黎元洪归附袁世凯。李四光愤于辛亥革命失败，辞去了一切职务。按临时政府稽勋局规定，李四光被列为对革命有功人员，再度公费保送出国留学。1913年7月，李四光远涉重洋，到英国伯明翰大学，先学了两年采冶，再转入地质系，专攻地质学。入学期间，正值第一次世界大战爆发，物价上涨，生活艰苦，李四光曾多次利用假期到矿山工作，赚点钱以弥补其学习费用和生活费用之不足；并对英国矿业情况有所了解。经过五年的学习，1918年5月，李四光提交了题为“中国之地质”的论文。6月，经伯明翰大学授予自然科学硕士学位。此时，第一次世界大战已告结束，战胜国在巴黎召开了“和平会议”。李四光决定去欧洲大陆作一次地质旅行并对战后各国情况作些了解。
1920年2月，李四光应友人的邀请，到巴黎留法勤工俭学会作了一次学术讲演，题目是《现代繁华与炭》。讲演时，他提出：“学术问题，不能人云亦云”，搞科学研究的，“心只管细，胆只管大，掌握逻辑思维，天经地义的学说，也不能吓倒我们，要知真正讲学的精神，就是为真理而奋斗。”这些语言，表达了他在学术上要求独立思考，走独立自主道路的意志。他这篇以煤炭为主并涉及到各种新能源的讲演，也勾画出他后来为中国现代化解决能源长期思索和实践的精神。
离开巴黎后，他到了瑞士，登上了阿尔卑斯山，考察了琳琅瑰丽的现代冰川及地貌形态；深入莱茵谷地，考察了有关矿山和构造；并到德国柏林等处，察看战后景况，然后由柏林到莫斯科，坐火车穿过辽阔的西伯利亚回到了北京。应蔡元培的聘约，1921年1月到北京大学地质系正式开课，开始他的教授生活。
