ฟรีดริช วิลเฮ็ล์ม ลูทวิชที่ 4 คาร์ล แห่งเฮ็สเซินและโดยไรน์ (เยอรมัน: Friedrich Wilhelm Ludwig IV. Karl von Hessen und bei Rhein) เป็นแกรนด์ดยุกแห่งเฮ็สเซินและโดยไรน์ระหว่างปีค.ศ. 1877 จนสิ้นพระชนม์ในปีค.ศ. 1892 แกรนด์ดยุกลูทวิชที่ 4 ประสูติ ณ เมืองดาร์มชตัท ในแกรนด์ดัชชีเฮ็สเซิน เป็นพระบุตรองค์แรกในเจ้าชายคาร์ลแห่งเฮ็สเซินและโดยไรน์ กับเจ้าหญิงเอลีซาเบ็ทแห่งเฮ็สเซินและโดยไรน์ พระมารดาเป็นนัดดาในพระเจ้าฟรีดริช วิลเฮ็ล์มที่ 2 แห่งปรัสเซียเมื่อวันที่ 1 กรกฎาคม ค.ศ. 1862 ทรงเข้าอภิเษกสมรสกับเจ้าหญิงอลิซแห่งสหราชอาณาจักร พระราชธิดาในสมเด็จพระราชินีนาถวิกตอเรีย ที่ตำหนักออสบอร์น ซึ่งเป็นการสมรสที่ผู้ใหญ่ตกลงกันไว้ เมื่อวันถึงเวลาแต่งงาน สมเด็จพระราชินีนาถมีจดหมายถึงพระองค์ผู้เป็นลูกเขยว่าให้เปลี่ยนฐานันดรเป็น รอยัลไฮเนส ของสหราชอาณาจักร สมเด็จพระนางยังทรงแต่งตั้งแกรนด์ดยุกเป็นอัศวินของเครื่องราชอิสริยาภรณ์การ์เตอร์ แกรนด์ดยุกลูชวิชกับเจ้าหญิงอลิซมีพระบุตรด้วยกันถึง 7 พระองค์