Op 23 juli 1873 trouwde Maria Theresia op 17-jarige leeftijd in Kleinheubach met de 39-jarige weduwnaar Karl Ludwig, aartshertog van Oostenrijk. De huwelijksceremonie werd gevierd door de bisschop van Mainz, Wilhelm Emmanuel von Ketteler. Dit huwelijk was het derde huwelijk voor haar man Karl Ludwig, Karl Ludwig was twee keer weduwnaar geworden en had vier kinderen met zijn tweede overleden vrouw, Franz Ferdinand, Otto, Ferdinand Karl en Margareta Sophie.