Nació en Innsbruck, segundo hijo de Leopoldo V, Archiduque de Austria y Claudia de Médici. Fue nombrado obispo de Augsburgo en 1646. En 1653, se convirtió en obispo de Gurk y en 1659 obispo de Trento. Nunca fue ordenado como sacerdote o consagrado como obispo.

En 1662 fue propuesto por su primo Leopoldo I, emperador del Sacro Imperio Romano, como candidato al arzobispado de Estrasburgo. Esto incluía grandes incentivos en efectivo para el capítulo de la catedral. Después de la muerte en 1662 de su hermano el Archiduque Fernando Carlos, se convirtió en Archiduque de Austria Anterior, por lo tanto se retiró su candidatura para el obispado. Él era más capaz que su hermano y podría haber sido un buen gobernante de no ser por su muerte prematura en 1665, con la cual terminó la línea tirolesa más joven de la casa de los Habsburgo. Leopoldo I, que como el heredero varón sucedió a Segismundo Francisco, tomó el control directo sobre el gobierno de Austria Anterior y Tirol.

Se casó con Eduviges del Palatinado-Sulzbach el 3 de junio de 1665 y murió en Innsbruck veintidós días después de una enfermedad. Sus restos están en la cripta de la iglesia de los Jesuitas de Innsbruck.

• Brigitte Hamann (Hrsg.): Die Habsburger. Ein biographisches Lexikon. 2. korrigierte Auflage. Ueberreuter, Viena 1988, ISBN 3-8000-3247-3, S. 420.
• Jakob Obersteiner: Die Bischöfe von Gurk. 1072–1822. Verlag des Geschichtsvereines für Kärnten, Klagenfurt 1969, (Aus Forschung und Kunst 5), ISSN 0067-0642