Figlia dell'imperatore Leopoldo I e di Elenora del Palatinato-Neuburg, nacque a Linz il 13 dicembre 1680.
Nel 1724 fu nominata dal fratello Carlo VI governatrice dei Paesi Bassi austriaci succedendo nella carica a Eugenio di Savoia.
Maria Elisabetta si stabilì nel caastello di Mariemont che fece ingrandire e stabilì una vivace corte a Bruxelles promuovendo la cultura. Ebbe i titoli di arciduchessa d'Austria, principessa reale d'Ungheria, principessa reale di Boemia, principessa reale di Germania, principessa imperiale del Sacro Romano Impero.
Ripristinò i rapporti diplomatici fra Paesi Bassi e Santa Sede.
Morì a Marlnwelz il 26 agosto 1741 all'età di sessantuno anni senza essersi mai sposata.