Erzsébet Franciska Mária főhercegnő a budai nádori palotában született, a Habsburg–Lotaringiai család magyar ágából származott.
Édesapja József nádor volt, (Habsburg-Toscanai József Antal János főherceg, 1776–1847), Magyarország nádora, aki Magyarországon élt, közvetítőként az osztrák központi hatalmat nehezen tűrő magyar rendek és a császári udvar között. Édesanyja Mária Dorottya Lujzawürttembergi hercegnő (1797–1855) volt, József nádor harmadik felesége. A szülők házasságából öt testvér született:
Erzsébet Karolina főhercegnő (*/† 1820, egy hónapig élt).
Sándor Lipót főherceg (1825–1837, 12 évesen meghalt).
Erzsébet Franciska főhercegnő (1831–1903), 1847-től Ferdinánd Károly Viktor főherceg (1821–1849), majd 1854-től Károly Ferdinánd főherceg (1818–1874) felesége.
József Károly Lajos főherceg (1833–1905), császári-királyi lovassági tábornok, 1869-től haláláig a Magyar Királyi Honvédség főparancsnoka.
Ezt a házasságkötést Zsófia főhercegné erősen ösztönözte, mivel feltűnt neki, hogy fia, az ifjú I. Ferenc József császár szemet vetett a vele szinte egykorú, csinos és fiatal Erzsébet Franciska özvegy hercegnére. Öt évvel az 1848–49-es forradalom és szabadságharc leverése után az elnyomott és katonai hatalommal kormányzott Magyarországon a politikai helyzet még mindig bizonytalan és veszélyes volt. Alig egy évvel korábban, 1853. február 18-án a magyar Libényi JánosBécsben merényletet kísérelt meg az uralkodó élete ellen. Ebben a helyzetben Zsófia főhercegné, aki amúgyis magyarellenes szemléletű volt, semmiképpen sem akarta, hogy fia magyar nőt vegyen feleségül. A 23 éves Erzsébet Franciskát ezért hozzáadták a nála 13 évvel idősebb Károly Ferdinánd főherceghez. Ferenc József császár – még ugyanebben az évben – Wittelsbach Erzsébet bajor hercegnőt vette feleségül.
Károly Ferdinánd és Erzsébet Franciska boldog házasságban éltek. Hat gyermekük született, négyen érték meg a felnőttkort.
A család a bécsi udvarban és a morvaországiSziléziában lakott, a tescheni hercegi birtokon (Erzsébet Franciska sógora, Albert főherceg Teschen hercege is volt). Az 1866-os porosz–osztrák háború idején a főhercegnő rendszeresen látogatta a hadikórházakat, segítette a sebesült katonákat.
1874-ben második férje, Károly Ferdinánd is meghalt. Fiait, Frigyes, Károly István és Jenő főhercegeket nagybátyjuk, a gyermektelen Albert főherceg fogadta örökbe. Az idős tábornagy, a haderő főparancsnoka segítségével mindhárman tábornoki rangra emelkedtek és jelentős parancsnoki beosztásokba kerültek a császári és királyi hadseregben.
1895-ben Albert főherceg elhunytával Erzsébet Franciska főhercegné elsőszülött fia, Frigyes főherceg örökölte Teschen (harmadik) hercegi címét és az összes hercegi birtokot, ezzel ő lett az Monarchia egyik leggazdagabb embere. Örökségéhez tartozott számos értékes ingatlan Pozsonyban és Bécsben, köztük a Albert főherceg bécsi palotája, az Albertina is, nagy értékű műgyűjteményével (ma állami képtár).
Erzsébet Franciska Mária főhercegné 1903. február 14-én hunyt el Bécsben, röviddel 74-ik születésnapja után. Az alsó-ausztriaiBaden közelében temették el, emlékére utcát neveztek el.
„A rózsa neve”
Az archaikus francia nevén ismert „Archiduchesse Elisabeth d’Austriche” (azaz Ausztriai Erzsébet főhercegnő) nevű rózsafajta a híresen szép Erzsébet Franciska Mária főhercegnőről kapta a nevét, és nem Erzsébet királynéről(„Sisiről”), aki bajor hercegnő volt, Ausztria császárnéja és Magyarország királynéja lett, de sohasem viselt osztrák főhercegnői címet. A közvélekedésben – néha a szakirodalomban is – előfordul a téves megjelölés.