เจ้าหญิงการ์โลตา โฆอากินาประสูติที่อารังฆูเอซ ในวันที่ 25 เมษายน พ.ศ. 2318 ในระหว่างรัชกาลของพระอัยกา พระเจ้าการ์โลสที่ 3 แห่งสเปน เป็นพระราชบุตรและพระราชธิดาพระองค์โตในพระเจ้าการ์โลสที่ 4 แห่งสเปน (ขณะนั้นดำรงเป็นเจ้าชาย) กับเจ้าหญิงมาเรีย ลุยซาแห่งปาร์มา พระมเหสี พระราชบิดาของเจ้าหญิงเป็นพระราชโอรสพระองค์ที่สองในพระเจ้าการ์โลสที่ 3 กับเจ้าหญิงมาเรีย อเมเลียแห่งแซ็กโซนี พระมเหสี พระราชมารดาของเจ้าหญิงเป็นพระราชนัดดาในพระเจ้าหลุยส์ที่ 15 แห่งฝรั่งเศสโดยผ่านทางพระมารดาของเจ้าหญิงมาเรีย ลุยซา คือ เจ้าหญิงหลุยส์ เอลิซาเบธแห่งฝรั่งเศส พระสวามีของเจ้าหญิงหลุยส์ เอลิซาเบธคือ เจ้าชายฟิลิป ดยุคแห่งปาร์มาเป็นพระอนุชาในพระเจ้าการ์โลสที่ 3 แห่งสเปน พระสวามีในอนาคตของเจ้าหญิงการ์โลตา โฆอากินาเป็นพระราชนัดดาในเจ้าหญิงมาเรียนา วิกตอเรียแห่งสเปน ซึ่งเป็นพระภคินีในพระเจ้าการ์โลสที่ 3 และดยุคแห่งปาร์มา

การนำไปสู่การอภิเษกสมรสของเจ้าหญิงการ์โลตา โฆอากินาได้รับการจัดเตรียมโดยพระนางมาเรียนา วิกตอเรียและพระเจ้าการ์โลสที่ 3 ในช่วงหลังคริสต์ทศวรรษที่ 1770 เมื่อพระนางมาเรียนาเสด็จเยือนสเปนเพื่อยกระดับความสัมพันธ์ทางการทูตในระหว่างความบาดหมางของทั้งสองประเทศ เจ้าหญิงการ์โลตา โฆอากินาต้องอภิเษกสมรสกับเจ้าชายที่ซึ่งในอนาคตคือ พระเจ้าโจเอาที่ 6 แห่งโปรตุเกส(ในขณะนั้นทรงดำรงเป็นเจ้าชายแห่งโปรตุเกส)และพระปิตุลาของเจ้าหญิงการ์โลตา โฆอากินา เจ้าชายกาเบรียลแห่งสเปนทรงอภิเษกสมรสกับเจ้าหญิงมาเรียนา วิกตอเรียแห่งโปรตุเกสที่ซึ่งเป็นพระราชนัดดาในพระนางมาเรียนา วิกตอเรียเช่นกัน