Hun var datter av Leopold I av Belgia. Den 27. juli 1857 giftet hun seg med Maximilian av Østerrike. Charlotte ble med Maximilian til Mexico der han av Napoleon III ble utnevnt som keiser av Mexico. Charlotte var keiserinne i Mexico mellom 1864 og 1867. Da hennes mann ble skutt av meksikanske opprørere 19. juni 1867, ble keiserinnen sinnssyk av sorg og fortvilelse. De siste 50 årene av sitt liv levde hun derfor bokstavelig talt i «sin egen verden».