Karl Emanuel Steiner wurde 1771 in Winterthur geboren. Sein Vater Melchior Steiner war Kaufmann und Fabrikant. Er ermöglichte seinen Kindern den Zugang zu einer guten Ausbildung. Für drei Jahre lebte die Familie in Zofingen, der Heimatgemeinde von Steiners Mutter. Dort baute sein Vater gemeinsam mit Geschäftspartnern eine Seidenbandfabrik und das Handelshaus «Senn» auf. Danach kehrte die Familie nach Winterthur zurück, wo Karl Emanuel Steiner auch die Schule besuchte. Als er dreizehn Jahre alt war, verstarb überraschend sein Vater. Dieser hatte eine wissenschaftliche Laufbahn für seinen Sohn ins Auge gefasst – eine Karriereplanung, die Karl Emanuel dann mit Zustimmung seiner Mutter weiterverfolgte. Am Gymnasium wählte er das altsprachliche Profil. Seine Studien setzte er später am Collegium humanitatis in Zürich fort. Dabei handelte es sich um eine philosophisch-theologische Hochschule, aus der später die Theologische Fakultät der Universität zurück hervorgehen sollte.
In Zürich trat Steiner in die Knabengesellschaft ein und vernetzte sich. Das Schicksal wollte es, dass er eines Tages einen ertrinkenden Kameraden aus der Sihl zog. Beim Geretteten handelte es sich um Johann Caspar Lavater, den späteren Zürcher Staatsschreiber.