Marie-Anne Caroline Pia de Savoia s-a născut pe 19 septembrie 1803 la Palazzo Colonna din Roma și a fost fiica regelui Victor Emanuel I al Sardiniei și a soției acestuia, Arhiducesa Maria Tereza de Austria-Este. Copila a fost botezată împreună cu sora ei geamănă de către papa Pius al VII-lea pe 20 septembrie 1803, o pictură care înfățișează scena fiind păstrată la Museo di Roma, găzduit în Palazzo Braschi.
După căderea lui Napoleon Bonaparte, Congresul de la Viena l-a readus pe tatăl ei pe tronul regatului, iar regele Victor Emanuel le-a căutat celor patru fiice ale sale care ajunseseră la maturitate soți potriviți pentru rangul lor nobiliar. Cea mare, Maria Beatrice, s-a căsătorit în 1812 cu Ducele de Modena, a doua născută, Maria Teresa Fernanda (soră geamănă a lui Marie-Anne), s-a căsătorit în 1823 cu Ducele de Parma, iar mezina, Maria Cristina, s-a căsătorit în 1832 cu Ferninand al II-lea, rege al celor Două Sicilii.
Marie-Anne, în ciuda frumuseții și virtuților ei, nu-și găsise încă un soț la începutul anilor treizeci, dar tatăl ei, urmând sfaturle lui diplomatului Klemens von Metternich, i l-a propus pe Arhiducele Ferdinand, care avea aproape patruzeci de ani, însă suferea de epilepsie și avea un accentuat retard mintal, fiind atât de limitat încât tatăl lui, Francisc I al Austriei, se gândise să-l excludă din succesiunea la tron.
Pe 12 februarie 1831, Maria-Ana de Savoia s-a căsătorit prin procură, la Torino, cu arhiducele care avea să devină, totuși, patru ani mai târziu, împărat al Austriei. Nunta a avut loc pe 27 februarie în același an la Viena, dar soții nu au avut descendenți și este posibil ca mariajul nici să nu fi fost consumat.
Marie-Anne a fost respectată pentru pietatea și demnitatea ei și probabil era privită la curte cu multă compasiune pentru că toată lumea știa că are mai mult rolul de asistentă medicală decât de soție pentru suveran. Pe 12 septembrie 1836 a fost încoronată regină a Boemiei la Praga, în timpul Revoluției din 1848 a sprijinit-o pe cumnata sa, Arhiducesa Sofia, și împreună l-au convins pe Ferdinand să abdice în favoarea nepotului lui, Franz Joseph, fiul ambițioasei Sofia, acțiune care va fi numită “Complotul doamnelor”.
La abdicarea lui Ferdinand, pe 2 decembrie 1848, Marie-Anne s-a retras împreună cu el, petrecându-și timpul între Castelele Praga și Reichstadt. După ce a devenit văduvă, a atras simpatia succesoarei sale, împărăteasa Sisi, care a prețuit-o mult pentru gestul pe care îl făcuse renunțând la coroana austriacă. Regina murit pe 4 mai 1884, la vârsta de 80 de ani, la nouă ani după soțul ei, și a fost înmormântată alături de acesta în Cripta Capucinilor din Viena.
