Алан Кэй родился в Спрингфилде (штат Массачусетс). Вскоре после его рождения семья переехала в Австралию, где он и жил в течение нескольких первых лет своей жизни. Во время Второй мировой войны, опасаясь угрозы японского вторжения, его родители решили вернуться в Соединенные Штаты. Одаренный ребенок уже в три года научился читать и, становясь старше, непрерывно расширял свой кругозор новыми знаниями. В десять лет Алан Кэй стал победителем Национальной игры-викторины (National Quiz).

Воспоминания о детстве у А. Кэя остались очень яркие. Он рассказывал: "Когда я пошел в школу, я уже прочитал пару сотен книг. Я знал в первом классе, что они лгали мне, потому что у меня уже была своя точка зрения… Им (учителям — А. Ч.) не нравилась идея различных точек зрения, так что это была битва". Действительно, зная больше, чем все его одноклассники и большинство учителей, он не мог не демонстрировать этого. Именно его удивительные способности становились причиной постоянного недовольства преподавателей и поводом для баталий между ним и его сверстниками.

Кэй с детства также учился музыке. Его мать была и музыкантом и художником. Еще в начальной школе он был солистом в хоре и уже в раннем возрасте хорошо играл на гитаре. На самом деле он рассчитывал стать профессиональным музыкантом: в течение десяти лет он работал в джазе рок-гитаристом. Кроме того, он пробовал свои силы в качестве композитора и театрального постановщика, а позже еще увлекся классической органной музыкой.

Впервые Алан Кэй реализовал свой музыкальный талант в 1961 году, когда, покинув колледж в Западной Виржинии, отправился в Денвер, где давал уроки игры на гитаре, чтобы заработать на жизнь. Позже, после успешного прохождения теста, он отправился работать на IBM 1401 в ВВС США. Вспоминая о времени, проведенном в ВВС, Кэй говорил, что хотя и "износил пару ботинок, неся недисциплинированную службу", но узнал, что он имеет способности в области программирования.

По завершении службы в ВВС Алан Кэй был направлен Национальным Центром Атмосферных Исследований в университет Колорадо на факультет математики и молекулярной биологии. По окончании университета в 1966 году он перешел в университет Юта на факультет электроники. Поскольку Кэй привык заниматься только тем, что его действительно интересовало, то именно здесь он нашел себя.

С 1967 по 1969 год Алан Кэй работал над FLEX. Это была его первая разработка программного обеспечения для персонального компьютера. Технически Кэй не был первым, кто пытался создать персональный компьютер. Однако при работе над FLEX была предпринята попытка использовать улучшенные электронные компоненты, повышающие производительность компьютера, с которым пользователь мог бы взаимодействовать. Хотя FLEX был новшеством в техническом плане, он был очень сложен. По словам Кэя, "пользователей отталкивала сложность в изучении". Проблема заключалась не в оборудовании, а в специальном языке, которым пользователь должен был овладеть для получения желаемых результатов. Так Алан Кэй впервые убедился, что разработка программного обеспечения должна идти в направлении, облегчающем работу человека с персональным компьютером.

Учась в университете Юта, А. Кэй изучил прогрессивную программу Sketch- Pad, разработанную Иваном Сазерлендом, и начал программировать на языке SIMULA. Заимствуя идеи из этой и других программ, а также его знаний в биологии, он сформулировал "биологическую модель". Кэй предложил идею идеального компьютера, который должен функционировать подобно живому организму; каждая "клетка" которого должна вести себя в соответствии с другими, чтобы выполнить конечную цель, а также должна уметь функционировать автономно. Кроме того, "клетки" должны иметь способность перегруппировывать сами себя для решения другой проблемы или выполнения другой функции.

Осенью 1968 года Алан Кэй знакомится с Сэймуром Пейпертом в лаборатории MIT Artificial Intelligence Laboratory, где его внимание привлекает язык LOGO. Более того, Кэй был потрясен, наблюдая за Пейпертом и его коллегами, обучающими детей программированию на LOGO. Он вспоминает: "В 1968-м я впервые увидел, как Сэймур Пейперт работает с детьми и LOGO, и узнал действительно хорошую систему распознавания рукописного текста. Это — невероятная система… Когда я объединил это с идеей того, что дети должны использовать это, понятие компьютера обрело смысл суперсреды". В это время Кэй и задумал первую в истории модель персонального компьютера — "Динамическую книгу" (Dynamic Book).

После написания диссертации по машинной графике и получения Ph.D. в университете Юта Алан Кэй стал профессором Стэнфордского университета и проработал два года в Стэнфордской лаборатории искусственного интеллекта. Там он начал думать о компьютере размером с книгу, который можно было бы использовать, особенно детям, вместо бумаги. Он дублировал свой проект "KiddieKomp".

Продолжая работать над проблемой обучения детей с помощью компьютера, Алан Кэй выделил три метода возможного обучения. "Первый — это запоминание поучительных историй; иногда они формулируются в виде афоризмов, пословиц и поговорок. Это — народные предания, фольклор… Второй метод — это метод логических рассуждений, метод изучения цепочек причинно-следственных связей. Это — путь математики и формальной логики. Остается третий метод — это метод "системной динамики". Метод создания в мозгу интуитивных картин поведения тех или иных объектов и систем, принадлежащих внешнему миру". Он объяснял: "Книга — основной Хранитель достижений Цивилизации — годится для передачи знаний при использовании первого и второго из рассмотренных методов. В книге можно собрать замечательные истории, мудрые афоризмы и поучительные поговорки. В книге можно изложить математическую дисциплину. Но книга практически не годится для передачи знаний методом "системной динамики".

В течение двух лет, начиная с 1970 года, Алан Кэй работал над языком Smalltalk, который разрабатывался для того, чтобы смоделировать ранее описанную биологическую модель, состоящую из ячеек (или "клеток") и передачи сообщений между ними. После выхода Smalltalk на рынок (1983 год), язык приобрел широкую популярность. Он был одним из первых языков объектно-ориентированного программирования, представляющим собой методологию, на основе которой можно создавать параллельные системы, базы данных и базы знаний.

В 1972 году Кэй стал работать в Исследовательском центре Xerox в Пало- Альто (Xerox PARC) и начал использовать Smalltalk в образовании. Анализировалась реакция детей при общении с компьютером. Кэй заметил, что дети усваивали лучше изображения и звуки, нежели простой текст и, вместе с другими исследователями из PARC, Кэй разработал простую компьютерную систему, которая интенсивно использовала графику и анимацию. Некоторые дети очень хорошо адаптировались к использованию этой системы, они разрабатывали сложные программы в ней. Эта система получила название "DynaBook".