อาร์ชดัชเชสชาร์ลอต ประสูติเมื่อวันที่ 1 มีนาคม พ.ศ. 2464 ณ เมืองแพร็งกิ้นส์ ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ เป็นพระราชธิดาองค์ที่ 2 และพระราชบุตรองค์ที่ 7 ใน สมเด็จพระจักรพรรดิคาร์ลที่ 1 และพระมเหสี เจ้าหญิงซีต้าแห่งบูร์บอง-ปาร์มา พระองค์ประสูติขณะที่พระราชวงศ์อิมพีเรียลกำลังลี้ภัยมาประทับในประเทศสวิตเซอร์แลนด์ หลังจากที่มีการยุบจักรวรรดิออสเตรีย-ฮังการี ภายหลังแพ้สงครามโลกครั้งที่ 1 เมื่อปีพ.ศ. 2461 จากนั้น พระองค์และพระราชวงศ์ได้อพยพต่อไปยังเกาะมาไดร่า ประเทศโปรตุเกส ซึ่งเป็นที่ที่สมเด็จพระจักรพรรดิ พระราชบิดา เสด็จสวรรคตด้วยพระอาการไข้ไทฟอยด์ เมื่อวันที่ 1 เมษายน พ.ศ. 2465

หลังจากที่สมเด็จพระราชบิดาเสด็จสวรรคต พระเชษฐาของพระองค์ อาร์ชดยุกอ๊อตโต้ ได้ทรงสืบราชสมบัติต่อจากพระราชบิดา เป็นองค์พระประมุขแห่งราชวงศ์ฮาพส์บวร์ค เป็นสมเด็จพระจักรพรรดิแห่งออสเตรีย ส่วนสมเด็จพระจักรพรรดินีซีต้า พระราชมารดาก็ทรงพาพระองค์ รวมทั้งพระเชษฐา พระเชษฐภัคินี และพระขนิษฐาอพยพไปยังประเทศเบลเยียม หลังจากนั้น พอเริ่มต้นสงครามโลกครั้งที่ 2 พระบรมวงศานุวงศ์ทุกพระองค์ก็อพยพออกจากยุโรปไปยังประเทศสหรัฐอเมริกา เพื่อหลบหนีการตามล่าจากกลุ่มนาซี