La duquesa Dorotea Guillermina de Sajonia-Zeitz (20 de marzo de 1691 - 17 de marzo de 1743) fue una duquesa de Sajonia-Zeitz por nacimiento y por matrimonio Landgravine de Hesse-Kassel .
Dorotea Guillermina era hija del duque Mauricio Guillermo de Sajonia-Zeitz (1664-1718) de su matrimonio con la princesa María Amalia de Brandeburgo (1670-1739), hija del elector Federico Guillermo I de Brandeburgo. En 1710 todos sus hermanos habían muerto y, por tanto, tras la muerte de su padre, Dorotea Guillermina fue la última miembro superviviente de la casa de Sajonia-Zeitz .
Se casó el 27 de septiembre de 1717 en Zeitz con el futuro landgrave Guillermo VIII de Hesse-Kassel (1682-1760). La reina Carolina de Gran Bretaña informó a la duquesa de Orleans que el landgrave "era feo y tenía una cabeza rara" .
Dorothea Wilhelmine enfermó mentalmente y ya no apareció en público después de 1725. La nueva primera dama de la corte fue la favorita del Landgrave, Barbara Christine von Bernhold , a quien nombró condesa Bernold de Eschau mientras Dorothea Wilhelmine aún vivía.
De su matrimonio, Dorothea Wilhelmine tuvo los siguientes hijos: