孫悟空有兩個兒子，分別是孫悟飯和孫悟天。
孫悟飯是孫悟空的長子，性格並不好戰，夢想是成為學者。從小就肩負著打敗賽亞人保護地球的重任，四歲的時候就被迫離開了家庭，跟隨著比克修煉。到了後期，更適合於宇宙帝王弗利薩進行戰鬥，甚至逼得弗利薩完成最後一次變身。在人造人篇章中也有相當漂亮的戰績。最後和布歐打完後就專心開始學習，過著普通平靜的生活，十年後如願成為了學者。
孫悟天是孫悟空的次子，外貌和孫悟空小時候非常相似。從劇情上來看，他有著比他哥哥以及父親更加驚人的天賦，七歲的時候就可以變成超級賽亞人了。不過和哥哥有區別的是，母親琪琪並沒有像悟飯那樣嚴格教導他，也沒有像是比克那樣的人來指導悟天，而導致長大後的悟天並不如他的哥哥悟飯那樣有著成熟穩重的性格。不過這並不妨礙悟天本身擁有著超強的實力。在龍珠GT的時候有了女友，開始懶惰，有些沉迷於戀愛，大部分的時間都和女朋友在一起，很少回家。
此外，孫悟空的女兒出現在《四遊記》中的《南遊記》。孫悟空的兒子波羅蜜王出現在明代小說《西遊補》中。