Ana de Habsburgo-Gonzaga fue la última hija del archiduque Fernando II de Austria (1529-1595), conde del Tirol e hijo del emperador Fernando I de Habsburgo y de Ana de Bohemia y Hungría, y de su sobrina Ana Catalina Gonzaga de Mantua (1566-1621), hija del duque Guillermo Gonzaga de Mantua y de la archiduquesa austriaca Leonor de Habsburgo.