Era la hija mayor de Alberto II de Habsburgo de Austria, futuro emperador electo, y de Isabel de Luxemburgo, reina de Bohemia. Ella era la única descendiente del emperador Segismundo de Luxemburgo.

Su hermano póstumo, Ladislao (1440-1457) se convirtió en rey de Bohemia en su infancia, y luego también en rey de Hungría. Ana tenía una hermana menor, Isabel, quien se convertiría en reina consorte de Polonia y gran duquesa de Lituania.

El 2 de junio de 1446, la joven Ana contrajo matrimonio con Guillermo "el Valiente" de Sajonia (1425-1482), landgrave de Turingia e hijo menor de Federico I de Sajonia, "el Belicoso".

A través de Ana, Guillermo se convirtió en duque de Luxemburgo en 1457 cuando el hermano de ella, Ladislao, murió sin haber tenido hijos. Sin embargo, sus derechos a Luxemburgo fueron disputados por Felipe III de Borgoña. En 1469, Guillermo concluyó que era imposible defender el ducado contra las fuerzas borgoñonas, y se retiró a Turingia —esto sucedió después de la muerte de Ana—.

Tuvieron dos hijas:

• Margarita de Turingia (1449 - 13 de julio de 1501): desposó a Juan Cicerón de Brandeburgo. Sus descendientes directos han sido electores de Brandeburgo, luego reyes de Prusia, y por último emperadores alemanes.
• Catalina de Turingia (1453 - 10 de julio de 1534): desposó al duque Enrique II de Münsterberg. Sus descendientes directos eran mayormente miembros de la alta nobleza de Bohemia.

Ana falleció el 13 de noviembre de 1462, a los 30 años, en Eckartsberga.

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