Maximiliano nacio en el Palacio de Schunbrunn de Viena, Austria, del matrimonio compuesto por el Archiduque Francisco Carlos de Austria (biznieto del rey Carlos III de España) y de Sofia de Baviera. De joven sobresalio en el estudio de la botanica y las ciencias navales y fue pieza clave en el desarrollo del puerto naval de Trieste, Italia; colaboro en el triunfo de su país en la guerra con Italia.

El 27 de julio de 1857 contrajo matrimonio con la Princesa Carlota de Mexico, Carlota Amalia de Bélgica, hija del Rey Leopoldo I de Belgica Leopoldo I Rey de los Belgas. Su suegro presiono al Emperador Francisco Jose para que diese al Archiduque Maximiliano el nombramiento de Virrey del Reino Lombardo-Veneto. Asi cumpliria las ambiciones dinasticas para su hija; vivieron entonces en la ciudad de Milan hasta el ano de 1859, fecha en que el Imperio Austriaco, lo removió de su puesto, porque los planes de guerra no entraban en los ideales de Maximiliano, quien tenia ideas demasiado liberales para Francisco Jose. Al poco tiempo de la renuncia de Maximiliano, Austria perdio sus posesiones en Italia y el archiduque decidio retirarse de la vida publica en su Castillo de Miramar, muy cerca de Trieste.

En 1859 Maximiliano fue contactado por primera ocasión por los conservadores mexicanos, los cuales buscaban un príncipe europeo para ocupar la corona del Segundo Imperio Mexicano, el cual apenas planeaban, con el apoyo de Francia y de la iglesia católica. Maximiliano no se interesó en los planes y prefirió marcharse a una expedición botánica a los bosques tropicales de Sudamérica. A su regreso, en 1863, Napoleón III de Francia presionó a Maximiliano para aceptar el trono; le mostró los resultados de un plebiscito realizado en la Ciudad de México. Los resultados señalaban que una gran mayoría de los mexicanos solicitaba su presencia como emperador. Decidió aceptar la oferta, no sin antes renunciar a todos sus títulos que tenía en Europa.

El plebiscito mostrado a Maximiliano se había realizado en la Ciudad de México, aunque bajo la presión de las tropas francesas en la capital mexicana, y sin ser suficientemente amplio. Adicionalmente, hacía apenas cuarenta años que el primer emperador mexicano Agustín I había sido derrocado, desterrado y posteriormente fusilado. En todo ese tiempo los intentos españoles por reconquistar el país, la Guerra de Texas, los conflictos entre liberales y conservadores, la brutal invasión estadounidense y la más reciente invasión francesa habían vaciado las arcas de la hacienda pública. Una parte importante de los mexicanos había abandonado sus esperanzas en las alternativas políticas de la aristocracia y dio su apoyo a Benito Juárez, el primer presidente indígena de América, un firme partidario del sistema republicano.

Maximiliano llegó al puerto de Veracruz el 28 de mayo de 1864 entre el júbilo y algarabía de los conservadores, que se expresó especialmente en Puebla y en la ciudad de México. La travesía a la Ciudad de México le ofreció un panorama distinto: un país herido por la guerra y profundamente dividido en sus convicciones. Al llegar a la ciudad escogió el Castillo de Chapultepec como residencia y mandó trazar un camino que le conectase a la ciudad (el actual Paseo de la Reforma), que se llamó originalmente "Paseo de la Emperatriz". Como el emperador y la emperatriz no podían tener hijos decidieron adoptar a dos nietos (Agustin y Salvador) de Agustín de Iturbide, el primer emperador mexicano.

Con el apoyo del partido conservador, y de buena parte de la población de tradición católica el Imperio Mexicano tuvo oposición ferrea de los liberales y de la masonería en mexico. Durante su gobierno Maxilimiliano I de México trató de desarrollar económica y socialmente a los territorios mexicanos bajo su custodia, aplicando sus conocimientos aprendidos de sus estudios en Europa y su familia los Habsburgo, una de las casas monarquicas más antiguas de Europa, de tradición abiertamente cristiana y católica. Los liberales buscaron por todos los medios la derrota del imperio, encabezados por Benito Juárez, permanecían firmes en la defensa de la República secular, además de que Juárez gozaba del indiscutible apoyo de los Estados Unidos, que jamás vieron con buenos ojos la presencia en América de un régimen apoyado por las monarquías europeas, y que hicieron cuanto pudieron por evitar que los conservadores mexicanos (que en su tiempo gozaba de la simpatía de una amplísima cantidad de mexicanos) tuvieran éxito.

Al final los cambios políticos a nivel internacional repercutieron en el Imperio Mexicano. Estados Unidos, que durante la mayor parte de esta época estaba enfrascado en su propia guerra civil entre los estados del norte y los del sur, había conseguido finalmente la paz, y estaba listo para apoyar el gobierno republicano de Juárez. Napoleón III, por su parte, enfrentaba serias amenazas en Europa y requería que sus tropas regresaran al país galo. Con el apoyo económico de los estadounidenses a la facción republicana y sin el apoyo francés ni conservador en el país, poco le quedaba por hacer a Maximiliano. Decidió enfrentar las consecuencias, desoyendo los consejos que le sugerían abdicar y regresar a Austria. Fue sitiado con los restos de su ejército y finalmente capturado en Querétaro por soldados del general Mariano Escobedo como consecuencia de la traición del Coronel Miguel López.

Tras un juicio en ausencia celebrado en el teatro municipal por un coronel y seis capitanes, sin derecho a apelaciones y con base en un interrogatorio que en su mayor parte el Emperador se negó a contestar, se le condenó a muerte. Murió fusilado en el Cerro de las Campanas de la ciudad de Querétaro el 19 de junio de 1867, junto con los generales conservadores Miguel Miramón y Tomás Mejía. El Emperador Maximiliano, segundos antes de recibir las descargas del pelotón de fusilamiento (disparadas a un metro de distancia de su cuerpo), proclamó: "¡Mexicanos! Muero por una causa justa, la de la independencia y libertad de México. Ojalá que mi sangre ponga fin para siempre a las desgracias de mi nueva patria. ¡Viva México!" Sus restos fueron depositados al año siguiente en la Cripta Imperial de la Iglesia de los Capuchinos, en Viena.