Secondogenita dell'Imperatore Carlo VI e di Elisabetta di Brunswick-Wolfenbüttel, Maria Teresa nacque a Vienna il 13 maggio 1717. Cresciuta a Vienna, ricevette un'educazione di elevato livello. Il 12 febbraio 1736 sposò Francesco Stefano di Lorena, granduca di Toscana. Da questo matrimonio nacquero, fra il 1737 e il 1756, 16 figli, tra cui due futuri Imperatori, Giuseppe II e Leopoldo II, e Maria Antonietta, futura regina di Francia, sposa di Luigi XVI, ghigliottinata il 16 ottobre 1793 a Parigi.
All'improvvisa morte del padre (20 ottobre 1740), grazie alla legge di successione della casa d'Asburgo ("Prammatica Sanzione", del 1713, in base alla quale il diritto di successione Imperiale doveva essere riconosciuto anche alle figlie femmine in mancanza di eredi maschi), Maria Teresa ereditò le corone d'Austria, Ungheria e Boemia. Ma l'opposizione degli Elettori di Sassonia e di Baviera, unita alle trame della Spagna e della Francia, portarono alla cosiddetta "guerra di successione austriaca". Maria Teresa perse la Slesia a vantaggio della Prussia, ma vide riconosciuta la propria legittimità sul trono asburgico. Le riforme di Maria Teresa, animate da religiosità e da senso di responsabilità, furono decisive per gli stati austriaci. Nella seconda metà del suo regno effettuò molte riforme economiche, sociali, culturali, giudiziarie e finanziarie, tra cui la riforma monetaria del 1778. I conflitti con il figlio e la vecchiaia alla fine del regno ne limitarono l'attività, senza però che cedesse mai del tutto il controllo del governo. Il 29 novembre 1780 Maria Teresa morì a Vienna.
A Milano, Maria Teresa fu acclamata duchessa il 21 gennaio 1741.