Figlia di Carlo III duca di Lorena (1543-1608) e di Claudia, figlia del re di Francia Enrico II di Valois (1519-1559). La nonna, Caterina de' Medici (1519-1589), regina di Francia, dopo la morte precoce della madre, ne curò l'educazione, preoccupandosi, tra l'altro, di procurarle un matrimonio di alto livello. Dopo numerose e lunghe trattative, sposò infine Ferdinando I de' Medici (1549-1609) nel 1586. Cristina giunse a Firenze nel 1589, dove morì nel 1636. Dopo la morte del marito, avvenuta nel 1609, esercitò la tutela sul giovane figlio Cosimo II de' Medici (1590-1621). Galileo (1564-1642), nel 1615, indirizzò a Cristina di Lorena la più famosa delle sue "Lettere copernicane".