María Inmaculada era hija del rey Fernando II de las Dos Sicilias y de su segunda esposa, la archiduquesa María Teresa de Austria-Teschen. Sus abuelos paternos eran el rey Francisco I y María Isabel de Borbón, infanta de España, mientras que sus abuelos maternos fueron el archiduque Carlos de Austria-Teschen (héroe austriaco y vencedor de la Batalla de Aspern-Essling) y la princesa Enriqueta de Nassau-Weilburg. Miembro de una familia numerosa, María Inmaculada tenía 12 hermanos (incluyendo a su hermano mayor, Francisco, hijo único del primer matrimonio del padre). Tenía solo cuatro años cuando murió su padre.