หม่อมเจ้าทองเชื้อธรรมชาติ มีชายา 2 องค์ คือ

• หม่อมเจ้าหญิงข่ายทองถัก ทองแถม (ราชสกุลเดิม : ทองใหญ่)

• หม่อมเจ้าหญิงพันธ์สิหิงค์ ทองแถม (ราชสกุลเดิม : ทองใหญ่) และทรงมีหม่อมอีก 4 คน คือ

• หม่อมแสงมณี ทองแถม ณ อยุธยา (สกุลเดิม :วิริยศิริ)
• หม่อมทรัพย์ ทองแถม ณ อยุธยา
• หม่อมศรี ทองแถม ณ อยุธยา
• หม่อมพิณ ทองแถม ณ อยุธยา ทรงมีโอรสและธิดาจากชายาและหม่อมต่างๆ ดังนี้

โอรสและธิดาที่เกิดจากหม่อมเจ้าหญิงพันธ์สิหิงค์ ทองใหญ่ มีดังนี้

1. หม่อมราชวงศ์หญิงประสารสุวรรณ สุวรรณรัฐ (เกิด 17 พฤษภาคม พ.ศ. 2467, ถึงแก่กรรม 26 เมษายน พ.ศ. 2560) สมรสกับนายพ่วง สุวรรณรัฐ (เกิด 11 กรกฎาคม พ.ศ. 2454, ถึงแก่กรรม 10 พฤศจิกายน พ.ศ. 2543) มีบุตร-ธิดาดังนี้
   1. ท่านผู้หญิงพรรณวดี จุฑารัตนกุล สมรสกับ นายจเร จุฑารัตนกุล
   2. นางพิยดา แลงเฟลด์ สมรสกับนายเฮนริค แลงเฟลด์
   3. นายพลากร สุวรรณรัฐ สมรสกับท่านผู้หญิงทัศนียา สุวรรณรัฐ (โฆวินทะ)
   4. นางภราไดย หิรัญพฤกษ์ สมรสกับ นายทินกร หิรัญพฤกษ์
   5. นายพระนาย สุวรรณรัฐ สมรสกับ คุณทิพวิภา กัมปนาทแสนยากร
2. หม่อมราชวงศ์หญิงจามิกร มณีศิลป์ สมรสกับ นายมงคล มณีศิลป์
3. หม่อมราชวงศ์จารุพันธุ์ ทองแถม (เกิด 27 เมษายน พ.ศ. 2471, ถึงแก่กรรม 22 มกราคม พ.ศ. 2531) สมรสกับนางประสม ทองแถม ณ อยุธยา มีบุตรธิดาดังนี้
   1. หม่อมหลวงทิพย์วรรณ อุยะเสถียร (ทองแถม)
   2. หม่อมหลวงพรรณทิภา กาญจนพยนต์ (ทองแถม)
   3. หม่อมหลวงเนาวรัตน์ สนองคุณ (ทองแถม)
   4. หม่อมหลวงวัชรา เศรษฐพรรค์ (ทองแถม)
   5. หม่อมหลวงศลทอง ทองแถม
   6. หม่อมหลวงพันธุ์ทอง ทองแถม
4. หม่อมราชวงศ์หญิงทรงสุวรรณ วิชัยธนพัฒน์ (เกิด 19 มกราคม พ.ศ. 2476 ถึงแก่กรรม 25 ธันวาคม พ.ศ. 2557) สมรสกับ พล.ร.ต.อุทัย วิชัยธนพัฒน์ ร.น. ป.ช. ป.ม. ภ.ป.ร.๓ (เกิด 4 ธันวาคม พ.ศ. 2465 ถึงแก่กรรม 20 กันยายน พ.ศ. 2558) มีบุตร-ธิดาดังนี้
   1. นายทรรศนะ วิชัยธนพัฒน์
   2. นางทัศนียา วิชัยธนพัฒน์
   3. นายจิรโรจน์ วิชัยธนพัฒน์ สมรสกับ นางปวันรัตน์ วิชัยธนพัฒน์ (เตระยานนท์)
   4. นางสาววรุณฤทัย วิชัยธนพัฒน์

โอรสและธิดาที่เกิดจากหม่อมเจ้าหญิงข่ายทองถัก ทองใหญ่ มีดังนี้

1. หม่อมราชวงศ์หญิงสุวรรณสิริวงศ์ ทองแถม สมรสกับนายสิริ วัฒนสุข มีบุตร-ธิดาดังนี้
   1. นางสาวสุรางค์ วัฒนสุข
   2. นางสาวสุภางค์ วัฒนสุข
   3. พลเอก สุเจตน์ วัฒนสุข
   4. นางสาวสุดา วัฒนสุข
2. หม่อมราชวงศ์พงศ์ธรรมชาติ ทองแถม

โอรสและธิดาที่เกิดจากหม่อมแสงมณี มีดังนี้

1. หม่อมราชวงศ์หญิงแร่ทอง ทองแถม
2. หม่อมราชวงศ์เชื้อทอง ทองแถม สมรสกับจิรภา ทองแถม ณ อยุธยา มีบุตร-ธิดาดังนี้
   1. หม่อมหลวงธิดา ทองแถม
   2. หม่อมหลวงชาตรี ทองแถม
   3. หม่อมหลวงคฑาทอง ทองแถม
3. หม่อมราชวงศ์ทาบทอง ทองแถม สมรสกับไฉน ทองแถม ณ อยุธยา มีบุตร-ธิดาดังนี้
   1. หม่อมหลวงธัญว์ทอง ทองแถม
   2. หม่อมหลวงทวนทอง ทองแถม
   3. หม่อมหลวงอรสา ทองแถม
   4. หม่อมหลวงทิวทอง ทองแถม
4. หม่อมราชวงศ์หญิงเลี่ยมทอง เลิศพิพัฒน์ สมรสกับ ร.อ.พิชัย เลิศพิพัฒน์

ธิดาที่เกิดจากหม่อมทรัพย์ มีดังนี้

1. หม่อมราชวงศ์สุพรรณชาติ ทองแถม

โอรสที่เกิดจากหม่อมศรี มีดังนี้

1. หม่อมราชวงศ์สืบทองศรี ทองแถม มีนามเดิมว่าหม่อมราชวงศ์เชื้อสาย

โอรสที่เกิดจากหม่อมพิณ มีดังนี้

1. หม่อมราชวงศ์ทองใบ ทองแถม