Илон Маск был женат три раза. Его первый брак состоялся в 2000 году с Юлией Шансон, с которой у него есть пять сыновей. Однако, в 2008 году они развелись. Затем он встречался с актрисой Талью Ралли и даже помолился с ней, но их отношения так и не привели к браку.
Второй брак Илона Маска состоялся в 2010 году с актрисой Тулой Сайт, но уже в 2012 они объявили о разводе. Наконец, в 2013 году он встретил Мелиссу Джемсонит, с которой вступил в брак в том же году. Однако, их брак также завершился разводом в 2016 году.
В июле 2020 года Илон Маск вновь объявил о своих отношениях с Клар Кучер, музыканткой, однако, на данный момент информации о заключении брака нет.