Lise (tulajdonképpen Elise) Meitner 1878. november 17-én Bécsben született. Egy hiba következtében egyes dokumentumokban november 7-e szerepel. Ő volt nyolc közül a harmadik gyermeke dr. Philipp Meitner zsidó ügyvédnek és feleségének, Hedwig Meitner-Skrovannak, de őt nem zsidó, hanem evangélikus hitben nevelték. Polgári iskolába járt, mert gimnáziumba lányokat nem engedtek beiratkozni. Ezután franciatanár vizsgát tett, és magántanulóként készült az érettségire. A gimnáziumi végzettséget csak ez után szerezhette meg Bécsben. A nyolc évfolyamot két év alatt végezte el — 22 évesen, 1901-ben.

Lise Meitner tudományos teljesítményét gyakran a maghasadás alapjainak felfedezésére szűkítik le. Ez lett a néhány éven belül az atombomba kifejlesztéséhez vezető maghasadástechnika alapja. Éppígy az ő eredményeire építve vált lehetővé az atomenergia békés felhasználása. Maga Meitner a fejlődést kívülről, kritikusan figyelte, akárcsak munkatársa, Otto Hahn más úttörők, mint Albert Einstein.

A magánélet Lise Meitner számára a kutatáshoz képest nyilvánvalóan csak egy mellékes dolog volt. Nem házasodott meg, gyermekei sem voltak, és szerelmi kapcsolatai sem ismertek. Otto Hahn és Max Planck elmondása szerint igen céltudatos volt a munkájában, és nagyon keményen dolgozott, hogy eredményeket érjen el. Szerette a természetet, és gyakran visszahúzódott az erdőbe, hogy egy elméleti problémát alaposabban végiggondoljon. A kutatása mellett felelősséget érzett mindenekelőtt a béke iránt, az atomenergia meggondolt felhasználása és a hölgyeknek a tudományban egyenlő jogai iránt. Ő maga mondta egyszer:

„Szeretem a fizikát, s nehezen tudom az életemet elképzelni nélküle. Ez olyan szerelem, mint amit aziránt érzünk, akinek majd' mindent köszönhetünk. Magánemberként állandó lelkiismeretfurdalásom van, de fizikusként tiszta maradt a lelkiismeretem.”