ক্যাভালিয়ার-স্মিথ 1942 সালের 21 অক্টোবর লন্ডনে জন্মগ্রহণ করেছিলেন। তার বাবা-মা হলেন অ্যালান হাইলস স্পেন্সার এবং মেরি মাউড ক্যাভালিয়ার-স্মিথ। তিনি নরউইচ স্কুল, গনভিল এবং কেইউজ কলেজ, কেমব্রিজ (এমএ) এবং কিংস কলেজ লন্ডনে (পিএইচডি) পড়াশুনা করেছিলেন। তিনি ১৯৬৪ থেকে ১৯৬৭; সালের মধ্যে পিএইচডি থিসিসের জন্য স্যার জন রান্ডালের তত্ত্বাবধানে ছিলেন; তাঁর থিসিসটি শিরোনাম ছিল "ক্লাইমডোমোনাস রেইনহর্দিতে অর্গানেল ডেভলপমেন্ট"।
১৯৬৭ থেকে ১৯৬৯ সাল পর্যন্ত তিনি রকফেলার বিশ্ববিদ্যালয়-এর অতিথি তদন্তকারী ছিলেন। তিনি ১৯৬৯ সালে কিংস কলেজ লন্ডনে বায়ো ফিজিক্সের প্রভাষক হয়েছিলেন। ১৯৮২ সালে তাকে রিডার হিসাবে পদোন্নতি দেওয়া হয়। ১৯৮৯ সালে তিনি ব্রিটিশ কলম্বিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ে উদ্ভিদ বিজ্ঞানের অধ্যাপক নিযুক্ত হন। ১৯৯৯ সালে, তিনি অক্সফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ে যোগদান করেন, ২০০০ সালে বিবর্তনীয় জীববিজ্ঞানের অধ্যাপক নিযুক্ত হন।