Joyce dibesarkan di Colorado dan Maryland. Sejak usia muda ia melakukan pelayanan gereja injili lokal non-denominasi. Pada usia delapan tahun Joyce menunjukan ketertarikannya pada segala sesuatu yang berkaitan dengan komputer, terutama pemrograman komputer.
Ketertarikannya dalam penerbangan juga berkembang pada usia dini karena seorang tetangga pilot yang membawanya ke pertunjukan udara lokal.
Menginjak dewasa, Joyce kemudian mengambil jurusan ilmu komputer di Massachusetts Institute of Technology (MIT) dan menerima gelar Sarjana Sains dan Magister Teknik dari MIT. Karena minatnya dalam penerbangan, ia juga memperoleh sertifikat pilot pribadi saat masih kuliah.
Setelah lulus, Joyce bekerja selama lebih dari satu dekade sebagai spesialis komputer hingga berposisi sebagai Direktur Teknis di perusahaan komersial. Selama waktu itu, Joyce merasa terpanggil untuk menghadiri seminari dan mendaftar di Seminari Teologi Gordon-Conwell, akhirnya lulus dengan gelar Master of Divinity.
Baca Juga: Pesawat Jatuh di Danau Sentani, Jasad Pilot Perempuan Warga AS Dibawa ke RS
Saat di seminari, Joyce menemukan ada penerbangan misi. Ia terkejut menemukan sebenarnya ada pekerjaan yang menggabungkan minatnya dalam komputer, penerbangan, dan pelayanan Kristen. Dari saat itu, Joyce telah memegang keyakinan kuat akan panggilan Tuhan agar dia bekerja untuk menjadi pilot misionaris.
Kapten Joyce memperoleh peringkat instrumen dan sertifikat komersial, dan bekerja sebagai instruktur penerbangan untuk memenuhi persyaratan pilot MAF.