Jan III Sobieski ożenił się w 1665 roku z Marią Kazimierą d'Arquien, zwaną Marysieńką, córką francuskiego markiza Henryka d'Arquien, wdową po wojewodzie sandomierskim Janie Sobiepanie Zamoyskim.

Mieli ośmioro dzieci: Jakuba Ludwika (po śmierci ojca pretendował do tronu polskiego), Teresę Teofilę, Adelajdę Ludwikę, Marię Teresę, Teresę Kunegundę, Aleksandra Benedykta, Konstantego Władysława i Jana. Ich portrety wykonane w XVII wieku znajdują się w pałacu w Wilanowie. W sumie urodziło im się dwanaścioro dzieci, ale czworo (cztery córki) zmarło zaraz po porodzie. Sobieski był też biologicznym ojcem syna francuskiego urzędnika, z którego żoną miał romans w trakcie europejskiej podróży w latach 1646-1648. Sprawa ta wyszła na jaw dopiero za panowania króla.