A los 17 años fue seleccionada para ser la esposa del joven rey Jorge III de Gran Bretaña, aunque no fue la primera opción para ello.
Él ya había sido ligado con varias jóvenes consideradas inadecuadas tanto por su madre, Augusta de Sajonia-Gotha, como por sus consejeros políticos.
Carlota llegó a Gran Bretaña en 1761, celebrándose su boda con el rey en la Capilla Real del Palacio de St.
La reina Carlota estuvo particularmente interesada en las artes y apoyó a Johann Christian Bach, que fue su profesor de música.
Además, fue una instruida botánica aficionada y ayudó a establecer lo que hoy son los Jardines de Kew.
Después del inicio de su enfermedad, entonces mal entendida como locura, Jorge III fue colocado bajo el cuidado de su esposa, la cual no podía visitarlo tan a menudo como hubiera deseado, debido a su comportamiento errático y ocasionales reacciones violentas.