与ＮＡＳＡ的许多宇航员相似，帕梅拉·安·梅尔罗伊拥有近乎完美的学术背景和实践经验。

　　１９６１年９月１７日，帕梅拉·安·梅尔罗伊出生于加利福尼亚州的帕罗阿托。不过，她很小就随父母移居纽约州的罗彻斯特，并从此把那里当作自己的家乡。

　　１９７９年，梅尔罗伊高中毕业，考入美国著名的女子大学——韦尔斯利学院。作为美国东北部历史悠久的常春藤盟校之一，韦尔斯利学院是美国妇女精英的摇篮，最著名的毕业生包括前第一夫人希拉里·克林顿和前国务卿马德琳·奥尔布赖特。

　　与韦尔斯利大部分名人校友不同，梅尔罗伊主修的是自然科学课程，而不是人文科学。她主修了物理学和航空学两门主课，并于１９８３年获得学士学位。由于韦尔斯利学院与另一名校、麻省理工学院可以互选课程，梅尔罗伊又于一年后获得了麻省理工学院地球与行星科学的硕士学位。