Figlia di Rodolfo di Brunswick-Lünenburg e di Cristina Luisa di Oettingen-Oettingen, Elisabetta Cristina di Brunswick-Wolfenbüttel nacque a Braunschweig il 28 agosto 1691.
A tredici anni fu fidanzata a Carlo d'Asburgo figlio dell'imperatore Leopoldo I, essendo protestante si oppose al matrimonio che comportava la conversione al Cattolicesimo, tuttavia la famiglia la fece convincere da un teologo luterano che con argomenti speciosi sostenne che l'unione fra Elisabetta e Carlo d'Asburgo sarebbe avvenuta per volontà divina.
La giovane fu quindi educata al Cattolicesimo e il 1 agosto 1708 sposò Carlo a Barcellona.
Nel 1711 morì l'imperatore Giuseppe I fratello maggiore di Carlo che ereditò il trono imperiale come Carlo VI.
Elisabetta Cristina raggiunse il marito a Vienna nel 1713 dopo aver governato per oltre due anni la Catalogna e fu incoronata imperatrice.
Durante la sua esperienza come imperatrice fu ossessionata dalla necessità di mettere al mondo un erede al trono ma il suo unico figlio maschio, Leopoldo Giovanni d'Asburgo, visse soltanto pochi mesi.
Carlo VI morì il 20 ottobre 1740 e venne incoronata la figlia maggiore Maria Teresa, ne derivò la guerra di successione austriaca che si concluse solo nel 1748 con il consolidamento sul trono degli Asburgo-Lorena.
Elisabetta Cristina morì a Vienna il 21 dicembre 1750.
Oltre a Leopoldo Giovanni e Maria Teresa, aveva avuto due figlie: Maria Anna e Maria Amalia.