อาร์ชดยุกฟรานซ์ คาร์ล ประสูติเมื่อวันที่ 7 ธันวาคม พ.ศ. 2345 ณ กรุงเวียนนา ประเทศออสเตรีย เป็นพระราชโอรสองค์ที่ 3 และพระราชบุตรองค์ที่ 9 จากทั้งหมด 12 พระองค์ในสมเด็จพระจักรพรรดิฟรานซ์ที่ 2 แห่งโรมันอันศักดิ์สิทธิ์ และเจ้าหญิงมาเรีย เทเรซ่าแห่งทู ซิชิลีส์ เมื่อทรงพระเยาว์ พระองค์ทรงมีปัญหาทางด้านพระสุขภาพ และพระวรกายม่แข็งแรง โดยพระองค์มีพระหทัยผิดปกติ ซึ่งเนื่องจากผลกระทบแทรกซ้อนจากการอภิเษกสมรสในหมู่เครือญาติกัน อย่างกรณีของการอภิเษกสมรสระหว่างพระราชบิดาและพระราชมารดา เป็นต้น