Durante los primeros cuatro años de matrimonio la Pareja Imperial tuvo tres hijos, dos niñas y un niño. Diez años después de este último tuvieron a otra niña.
- Sofía Federica de Habsburgo-Lorena, archiduquesa de Austria (1855-1857), fallecida a los dos años de edad aquejada de tifus.
- Gisela de Habsburgo-Lorena, archiduquesa de Austria (1856-1932).
- Rodolfo de Habsburgo-Lorena, el esperado Príncipe Heredero de la Corona (1858-1889).
- María Valeria de Habsburgo-Lorena, archiduquesa de Austria (1868-1924).
El Imperio Austro-Húngaro 