עמוס גיתאי נולד בחיפה ב - 1950. אביו, מוניו ויינרוב גיתאי היה ארכיטקט מקבוצת הבאוהאוס. אמו, אפרדיה, נולדה בארץ תחת השלטון העותומני, למדה פסיכואנליזה ולימדה תיאולוגיה. גיתאי למד ארכיטקטורה בטכניון בין השנים 1971-1975 והתחיל לצלם סרטים בסופר 8 וב - 16 מ"מ. הוא המשיך את לימודי האדריכלות באוניברסיטת ברקלי שבקליפורניה וסיים את לימודיו ב - 1986 עם תואר PhD באדריכלות.ובאוניברסיטת ברקלי.