Старшая дочь короля Испании Карла IV и его жены Марии-Луизы Пармской.
С 1785 года она была помолвлена, а в январе 1790 вышла замуж за Португальского принца, а позже короля Жуана VI, сына Марии I. В 1788 году Жуан получил титулы принца Бразильского и 17-го герцога Браганса. Между 1788 и 1816 годами Карлота была известна как принцесса Бразильская.
В браке родились: