Maria Antonia Josepha Johanna, wie ihr voller Taufname lautete, wurde am 2. November 1755 als fünfzehntes Kind und letzte Tochter von Kaiser Franz I. von Lothringen (1708–1765) und von Maria Theresia von Österreich (1717–1780) in Wien geboren. Die schwere Geburt und das Erdbeben von Lissabon, welches am Tag zuvor stattgefunden hatte, wurden als schlechte Vorzeichen für den weiteren Lebensweg der Erzherzogin gedeutet, zumal deren Taufpaten der König und die Königin von Portugal waren, vertreten durch Maria Antonias Geschwister Joseph (II.) und Maria Anna.