Sinh vào ngày 13 tháng 8 năm 1752 tại Cung điện Schönbrunn, Vienna, Maria Carolina là con thứ mười ba và là người thứ sáu còn sống sót của Maria Theresa, Nữ hoàng Hungary và Bohemia và người thống trị lãnh thổ Habsburg, và Francis I, Hoàng đế La Mã thánh. Cô là một tên của các chị gái của cô - Maria Carolina, đã chết hai tuần sau sinh nhật đầu tiên của cô, và Maria Carolina, người đã chết vài giờ sau khi chịu phép báp têm - nhưng cô được gia đình gọi là Charlotte. Các bậc cha mẹ đỡ đầu của bà là Vua Louis XV của Pháp và vợ ông, Marie Leszczyńska.[1] Maria Carolina là con gái giống mẹ nhất. Maria Carolina đã thành lập một mối quan hệ rất thân thiết với em gái út của cô, Marie Antoinette.[2] Ngay từ đầu họ đã có cùng một gia sư Countess Lerchenfeld. Một minh chứng cho sự gần gũi của họ là một thực tế là khi một người bị bệnh, người kia cũng vậy.[2] Vào tháng 8 năm 1767 Maria Theresa đã tách hai cô gái, cho đến nay đã cùng nhau nuôi dưỡng dưới sự bảo trợ của Bá tước Marie von Brandis, vì hành vi xấu của họ.[3] Ngay sau tháng 10 cùng năm, em gái của Maria Carolina là Maria Josepha, bị ép buộc kết hôn Ferdinand IV của Naples như là một phần của một liên minh với Tây Ban Nha, đã chết trong một vụ dịch bệnh đậu mùa.[4] Lo lắng để cứu liên minh Áo-Tây Ban Nha với Charles III của Tây Ban Nha, cha của Ferdinand IV, đã yêu cầu một trong những chị em của Maria Josepha thay thế.[5][6] Vương hậu đề nghị tòa án Madrid, thương thảo thay mặt cho Naples, Maria Amalia hoặc Maria Carolina.[7] Vì Maria Amalia lớn hơn năm tuổi so với con trai Charles III nên đã chọn cho đứa con thứ hai.[7] Maria Carolina phản ứng nặng nề với sự đính hôn của cô, khóc, cầu xin và nói rằng hôn nhân với người Naples không may mắn.[7] Mặc dù vậy nhưng sự phản dối của cô ấy đã không trì hoãn việc chuẩn bị cho vai trò mới của cô ấy là Vương hậu Naples bởi Nữ Bá tước xứ Lerchenfeld. Chín tháng sau, vào ngày 7 tháng 4 năm 1768, Maria Carolina kết hôn với Ferdinand IV của Naples bằng uỷ quyền. Anh trai của cô Ferdinand đại diện cho chú rể cô dâu.