Fils de Jean Marie Gay, garde forestier, et de Marie Goyot, cultivatrice, il épouse Marguerite Noélie Jean à Lons-le-Saunier le 5 août 1918. De ce mariage naissent une fille, morte très jeune, et deux fils, Jean et André Gay (cf. fiches à ces deux noms). Professeur d'allemand et de français en classe de 6ème au lycée Rouget de Lisle à Lons-le-Saunier, Hector Gay voit son fils Jean marcher sur ses traces et conduire une brillante carrière universitaire. Ses deux fils ont comme lui appartenu à la Société d'émulation du Jura, dont il démissionne en 1975, son fils Jean y prenant sa suite.
Sa femme est professeur à l'Ecole normale d'institutrices à Lons-le-Saunier.