Carlota Augusta de Gales fue la única hija de Jorge Augusto de Hannover, príncipe de Gales, y de la princesa Carolina de Brünswick-Wolfenbüttel.
Los padres de Carlota se odiaban incluso antes de la boda y se separaron poco después. El príncipe Jorge dejó a Carlota al cuidado de varias gobernantas y criadas, pero no permitía que tuviera mucho contacto con su madre, que acabaría por dejar el país. A medida que Carlota llegaba a la edad adulta, su padre la presionó para que se casara con el príncipe heredero Guillermo, que más tarde se convertiría en rey de los Países Bajos, pero después de haber aceptado, rompió el compromiso. Esta decisión trajo consigo una serie de disputas con su padre, hasta que este le permitió casarse con el duque Leopoldo, que posteriormente se convertiría en el rey de Bélgica. Después de un matrimonio feliz, que duró un año y medio, Carlota dio a luz a un niño que nació muerto.
La prematura muerte de Carlota, cuando contaba 21 años, provocó una gran ola de luto por toda Gran Bretaña, que había considerado a la princesa como un símbolo de esperanza, como contrapeso de su padre, que era poco popular, y de su abuelo, que era considerado un loco.