李纯于唐大历十三年（公元778年）二月生于唐朝都城长安（今陕西省西安市）的皇宫内，是唐顺宗李诵的长子，同时是唐德宗长孙，受到了唐德宗的喜爱。唐贞元四年（公元788年）六月，李纯被封为广陵王。贞元二十一年（公元805年）正月唐德宗去世，李纯的父亲李诵登基称帝，即唐顺宗，随后于四月立李纯为皇太子。而唐顺宗先前因中风导致身体不便，于是同年七月李纯开始代理军国政事。