María Pía era la octava hija del rey Fernando II de las Dos Sicilias y de su segunda esposa, la archiduquesa María Teresa de Austria. 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 Pía tenía 12 hermanos (incluyendo a su hermano mayor, Francisco, hijo único del primer matrimonio del padre). Tímida y reservada, tanto la princesa como sus hermanos fueron criados amorosamente por su madre, que odiaba las fiestas de la corte y la vida mundana y prefería dedicarse en exclusiva a la educación de sus hijos.