Коли Францу Карлу йшов п'ятий рік, його матір померла після пологів. Батько невдовзі оженився із Марією Людовікою Моденською. У 1810 році старша сестра Франца Карла, Марія Луїза, стала дружиною Наполеона Бонапарта. За чотири роки вона повернулась із Франції з сином, що отримав титул герцога Рейхштадтського, і оселилась у палаці Шенбрунн.
Після закінчення Віденського конгресу у 1815 році в країні нарешті запанував мир. А у 1816 році, після смерті Марії Людовики, у Франца Карла з'явилася нова мачуха— Кароліна Августа Баварська.
На найвищому рівні було домовлено укласти шлюб юного ерцгерцога з однією із доньок короля БаваріїМаксиміліана I. Остаточний вибір пав на Софію Доротею. Софія була гарною та освіченою дівчиною, цікавилась живописом, музикою та театром. До того ж була зведеною сестрою мачухи Кароліни. Наречений їй не сподобався і заміж вона вийшла тільки за батьківською вимогою.
Весілля відбулося 4 листопада 1824 року у Відні. За шість років у родині з'явився перший син, майбутній імператор Франц Йозеф. Всього у подружжя народилося п'ятеро живих дітей.
У 1835 помер імператор Франц I. Наступним володарем імперії став старший брат Франца Карла, Фердинанд. Він мав слабке здоров'я, хворів на епілепсію та гідроцефалію. Проте чутки про його недоумкуватість були перебільшені: новий імператор знав п'ять мов, грав на двох музичних інструментах, вів широке листування, цікавився наукою та сільським господарством.
Для допомоги йому в управлінні країною була утворена регентська рада, до складу якої увійшов і Франц Карл. У 1839 році стало очевидним, що дітей у Фердинанда та його дружини Марії Анни Савойської не буде. Внаслідок цього прийняли статут, який регламентував порядок наслідування трону: спочатку імператором мав стати Франц Карл, потім— його старший син Франц Йозеф.
Ерцгерцог цікавився культурою та мистецтвом, був відомим покровителем культурних закладів. Так, 28 січня 1839, він взяв під опіку музейний комплекс у Лінці. Через свою щедрість Франц Карл був надзвичайно популярний у Ішлі. Приїжджаючи до цього курортного містечка, ерцгерцог викупляв усі квитки на всі вистави, що йшли протягом його перебування, і дивився спектаклі сам чи з кількома друзями. Програма виступів складалася з його власних побажань. Перед від'їздом він виплачував акторам їхню річну зарплатню.
У 1864 році його другий син Максиміліан відмовився від прав на австрійський престол і став імператором Мексики. За три роки прийшла звістка про його загибель у Керетаро. На Софію це дуже вплинуло, вона відійшла від політики і ставала все релігійнішою. Від смерті сина вона так і не оговталась, і померла навесні 1872 року. Франц Карл пережив дружину на п'ять років і пішов з життя 8 березня 1878.
