Þorsteinn Ingi fæddist 4. júní árið 1954 og ól manninn í Vestmannaeyjum, sonur hjónanna Sigfúsar Johnsen og Kristínar Þorsteinsdóttur. Þorsteinn gekk til náms við Menntaskólann í Hamrahlíð og lauk þar stúdentsprófi árið 1974 og hélt þaðan til náms við Kaupmannahafnarháskóla. Þorsteinn lauk doktorsprófi frá Cambridge árið 1982.
Þorsteinn starfaði við Háskóla Íslands um árabil, fékk stöðu fræðimanns við raunvísindastofnun ári eftir doktorspróf en var gerður prófessor í Eðlisfræði árið 1989. Þorsteinn tók þátt í stofnun ýmissa fyrirtækja, starfaði í ráðum og stjórnum og var formaður framkvæmdanefndar alþjóðvetnissamtakanna. Þá var Þorsteinn ráðinn forstjóri Nýsköpunarmiðstöðvar Ísland við stofnun hennar árið 2007.
Dr. Þorsteinn hlaut árið 2004 riddarakross fálkaorðunnar og þremur árum seinna komu í hans hlut alheimsorkuverðlaunin í St. Pétursborg vegna framlags hans til vetnismála.
Eiginkona Þorsteins er Bergþóra Karen Ketilsdóttir, börn þeirra eru þrjú, Davíð Þór, læknir f. 1980, Dagrún Inga, læknir f. 1988 og Þorkell Viktor, tölvunarfræðingur f. 1992.
Einn bræðra Þorsteins, Árni Sigfússon, fyrrverandi borgarstjóri í Reykjavík og bæjarstjóri Reykjanesbæjar minntist bróðurs síns í færslu á Facebook. Sagði Árni bróður sinn hafa verið sinn besti vinur alla tíð. „Gáfur hans og hjartahlýja voru mér dýrmætur stuðningur í bernsku og unglingsár, rétt eins og fram á síðustu stundu,“ skrifar Árni
