Frans II was een zoon van Leopold II (1747–1792) en Marie Louise van Bourbon (1745–1792), dochter van Karel III van Spanje. Hij werd geboren in Firenze (Florence), de hoofdstad van het groothertogdom Toscane en beleefde er een gelukkige kindertijd te midden van vele familieleden. Vermits zijn oom Jozef II geen zonen had, werd hij als kind reeds beschouwd als de vermoedelijke toekomstige keizer.
Hij verhief in 1804 de gebieden van de Habsburgse monarchie tot keizerrijk en nam zelf als Frans I de titel van keizer van Oostenrijk aan. Na de door Napoleon afgedwongen ontbinding van het Heilige Roomse Rijk in 1806 legde hij de keizerstitel keizer van het Heilige Roomse Rijk der Duitse Natie neer. Hij bleef echter keizer van Oostenrijk, koning van Bohemen en koning van Hongarije.
Zijn grootste politieke nederlaag was het huwelijk van zijn dochter Marie Louise met Napoleon, 11 maart 1810.
Hij stierf op 2 maart 1835 in Wenen en werd opgevolgd door zijn zoon Ferdinand I.
Huwelijken en kinderen
Frans II huwde vier keer. Hij trouwde in 1788 voor de eerste keer met Elisabeth (1767-1790), dochter van Frederik Eugenius van Württemberg, die al in 1790 stierf in het kraambed van hun enige kind, Ludovica, die gehandicapt was en die zelf na een jaar stierf.
Vervolgens trouwde hij met prinses Maria Theresia van Bourbon-Sicilië, dochter van koning Ferdinand I der Beide Siciliën. Uit hun huwelijk werden twaalf kinderen geboren:
Frans II kreeg in 1827 als verzoening een giraffe van Mohammed Ali, de gouverneur van Egypte. Het dier stierf echter binnen twee jaar, net als de giraffe die de Engelse koning George IV ontving. De giraffe die aan koning Karel X van Frankrijk werd geschonken, Zarafa, leefde daarentegen achttien jaar.
In 1797 wijdde Joseph Haydn een Kaiserhymne aan de Oostenrijkse keizer Frans II. De eerste regel luidt "Gott erhalte Franz, den Kaiser". Dezelfde melodie gebruikte Haydn ook voor het tweede deel (poco adagio, cantabile), van zijn strijkkwartet Opus 76 Nr. 3 in C groot, het zogenaamde Kaiserquartett. In 1922 werd de Kaiserhymne met een andere liedtekst gebruikt als volkslied van het Duitse Rijk, Das Lied der Deutschen.