Elisabeth của Áo là người con thứ năm và là con gái thứ hai trong số tổng mười sáu người con của Maximilian II, Hoàng đế La Mã Thần thánh và María của Tây Ban Nha, trong đó có tám người sống sót đến tuổi trưởng thành. Trong suốt thời thơ ấu, Elisabeth sống với chị gái Anna và em trai Matthias trong một ngộ nhà tạm tại khu vườn của Stallburg mới xây dựng, một phần của quần thể Cung điện Hofburg tại Viên. Các chị em tận hưởng một tuổi thơ được hưởng đặc quyền và biệt lập, và được nuôi dưỡng theo đạo Công giáo La Mã. Cha bà, Maximilian, thường xuyên đến thăm Hoàng nữ và Elisabeth dường như là đứa con được Hoàng đế yêu thích nhất. Elisabeth giống cha không chỉ về ngoại hình mà còn về tính cách, khi cô cũng thông minh và quyến rũ như cha mình.
Với làn da trắng mịn không tì vết, mái tóc vàng dài và vóc dáng hoàn hảo, Elisabeth được coi là một trong những mỹ nhân đẹp nhất thời bấy giờ. Hoàng nữ cũng được coi là người đoan trang, ngoan đạo và ấm áp nhưng vô cùng ngây thơ vì được nuôi dạy trong sự bao bọc. Tuy nhiên, Elisabeth lại có năng khiếu về mặt trí tuệ. Các anh trai của cô được nhà văn và nhà ngoại giao người Vlaanderen Ogier Ghiselin de Busbecq dạy. Vị Hoàng nữ hiếu kì gia nhập ngay sau đó và thậm chí còn làm lu mờ các anh trai trong việc học. Mẹ của Elisabeth là María, đích thân giám sát việc giáo dục tôn giáo của các con gái, và ngay từ khi còn nhỏ, Elisabeth rất ấn tượng với vị thánh cùng tên là Elisabeth của Hungary và đã lấy bà làm hình mẫu.
Ngay từ rất sớm, vào khoảng năm 1559, một cuộc hôn nhân giữa Elisabeth và Charles, Công tước xứ Orléans được đề xuất.[1] Năm 1562, vị nguyên soái De Vieilleville, một thành viên của phái đoàn Pháp được cử đến Viên khi nhìn thấy vị Hoàng nữ tám tuổi, đã thốt lên: "ThưaBệ hạ, đây là Vương hậu nước Pháp!". Mặc dù Vieilleville không có thẩm quyền đưa ra lời đề nghị, nhưng ông nội của Elisabeth là Ferdinand I, Hoàng đế La Mã Thần thánh lại tỏ ra quan tâm: hai triều đình đã trao đổi quà tặng và bắt đầu liên lạc - nhưng không ai bận tâm trong việc dạy tiếng Pháp cho vị Hoàng nữ trẻ.
Brainne, C, Debarbouiller, J., Lapierre, C. F., Femmes célèbres de l'Orléanais in Les Hommes illustres de l’Orléanais, Imprimerie d'Alex, Jacob, Orléans, 1852, Tome 2, p. 335.
Brantôme, Isabelle d'Autriche, femme de Charles IX, Roi de France, in Collection universelle des Mémoires particuliers, relatifs à l'Histoire de France, Tome LXIV, 16e siècle, Londres, Paris, 1790.
Hamann, Brigitte, Elisabeth, [in:] Die Habsburger: Ein biographisches Lexikon, Wirtschaftsverlag Ueberreuter; Auflage: 2, 1988, p. 87. ISBN978-3800032471
Marek, Miroslav, Complete Genealogy of the House of Habsburg, Habsburg 2, Genealogy Index.
Nadaud, Joseph (Abbé), Nobiliaire du diocèse et de la généralité de Limoges, Société historique et archéologique du Limousin, Limoges, 1878, vol. III, p. 182. BnF [1]
Patrouch, Joseph F., Elisabeth of Habsburg (1554–1592). [In:] Anne Commire: Women in World History, vol. V, pp. 129–133.
Treffer, Gerd, Elisabeth von Österreich, [In:] Die Französischen Königinnen, Pustet, Regensburg (1996), p. 260. ISBN978-3791715308.
Wurzbach, Constantin von, Habsburg, Elisabeth von Oesterreich (Königin von Frankreich). Nr. 71. [In:] Biographisches Lexikon des Kaiserthums Oesterreich, vol. VI, Publisher L. C. Zamarski, Viên 1856–1891, p. 169.