Juno Violet Temple lahir di London, Inggris, dari keluarga yang sudah berkecimpung di dunia hiburan. Ayahnya, Julien Temple, adalah sutradara film, sementara ibunya, Amanda Temple, adalah produser. Nama Juno didapat dari kunjungan orang tuanya ke Grand Canyon saat hamil, di mana mereka menemukan Juno Temple, sebuah butte di sana. Ia memiliki keturunan Inggris dan Skotlandia.

Keluarganya kemudian pindah ke Amerika dan tinggal selama empat tahun pertama hidupnya. Setelah itu, mereka kembali ke Inggris dan menetap di Somerset. Sejak kecil, Juno menunjukkan minat menjadi aktris, terinspirasi dari film ayahnya, La Belle et la Bête karya Jean Cocteau yang ditontonnya saat berusia empat tahun.

Selama masa sekolah, Juno bersekolah di Enmore Primary School dan akhirnya di Bedales School di Hampshire. Ia pernah mengikuti audisi untuk film ayahnya yang berjudul Vigo dan Pandaemonium, meskipun awalnya dipotong dari film pertama, dan kemudian bermain di film kedua saat berumur 11 tahun. Pada usia 15 tahun, ia memutuskan ingin serius berkarier sebagai aktris.

Peran besar pertamanya adalah saat mengikuti audisi untuk film Notes on a Scandal (2006), di mana ia memerankan putri Cate Blanchett. Kesuksesan ini membawanya ke peran lain di film Atonement (2007), di mana ia memerankan Lola dan mewarnai rambutnya merah. Pada tahun 2009, Juno pindah ke Los Angeles untuk mengejar karier aktingnya lebih jauh.