เจ้าหญิงชาร์ลอตต์ ออกัสตาแห่งเวลส์ (อังกฤษ: Princess Charlotte Augusta of Wales; 7 มกราคม ค.ศ. 1796 – 6 พฤศจิกายน ค.ศ. 1817) ทรงเป็นพระราชธิดาและบุตรพระองค์เดียวในเจ้าชายจอร์จแห่งเวลส์ (ต่อมาคือ พระเจ้าจอร์จที่ 4 แห่งสหราชอาณาจักร) กับเจ้าหญิงคาโรลีนแห่งเบราน์ชไวก์ หากว่าเจ้าหญิงทรงมีพระชนม์ชีพยืนยาวกว่าพระเจ้าจอร์จที่ 3 แห่งสหราชอาณาจักร พระอัยกาและเจ้าชายจอร์จ พระราชบิดา พระนางอาจได้เป็นสมเด็จพระราชินีนาถแห่งสหราชอาณาจักรบริเตนใหญ่และไอร์แลนด์ แต่พระนางสิ้นพระชนม์เสียก่อนด้วยพระชนมายุ 21 พรรษาพระราชบิดาและพระราชมารดาของเจ้าหญิงชาร์ลอตต์ไม่ชอบพอกันตั้งแต่ก่อนการอภิเษกสมรสและแยกกันประทับในเวลาต่อมา เจ้าชายแห่งเวลส์ทรงให้เจ้าหญิงชาร์ลอตต์อยู่ภายใต้การอภิบาลของพระอภิบาลและข้าบริพาร และทรงได้รับอนุญาตให้ติดต่อเจ้าหญิงแห่งเวลส์อย่างจำกัด ผู้เสด็จออกจากประเทศ เมื่อเจ้าหญิงทรงเจริญพระชันษา พระราชบิดาของเจ้าหญิงทรงกดดันให้พระนางเสกสมรสกับวิลเลิม เจ้าชายรัชทายาทแห่งออเรนจ์ (ต่อมาทรงเป็นพระมหากษัตริย์เนเธอร์แลนด์) ทีแรกเจ้าหญิงทรงตอบรับการสู่ขอจากเจ้าชาย แต่ต่อมา พระนางทรงยกเลิกการหมั้นนี้ ส่งผลให้เกิดความขัดแย้งระหว่างเจ้าหญิงกับพระราชบิดา และที่สุดเจ้าชายแห่งเวลส์ทรงอนุญาตให้เจ้าหญิงเสกสมรสกับเจ้าชายเลโอโปลด์แห่งซัคเซิน-โคบูร์ก-ซาลเฟลด์ (ต่อมาทรงเป็นพระมหากษัตริย์แห่งชาวเบลเยียม) หลังทรงมีชีวิตสมรสที่มีความสุขเป็นเวลาหนึ่งปีครึ่ง เจ้าหญิงชาร์ลอตต์สิ้นพระชนม์หลังพระประสูติการพระโอรสตายคลอดการสิ้นพระชนม์ของเจ้าหญิงชาร์ลอตต์ทำให้เกิดความโศกเศร้าเสียใจในหมู่ชาวอังกฤษเป็นจำนวนมากซึ่งได้มีการไว้ทุกข์อย่างแพร่หลาย โดยชาวอังกฤษมองพระนางในฐานะสัญลักษณ์แห่งความหวังและต่อต้านพระราชบิดาซึ่งไม่เป็นที่นิยมและพระอัยกาผู้วิปลาส เนื่องจากเจ้าหญิงทรงเป็นพระราชนัดดาที่ถูกต้องตามกฎหมายเพียงพระองค์เดียวของพระเจ้าจอร์จที่ 3 การสิ้นพระชนม์ของเจ้าหญิงสร้างแรงกดดันให้พระโอรสของพระมหากษัตริย์ที่ยังโสดต้องเร่งแสวงพระชายา เจ้าชายเอ็ดเวิร์ด ดยุกแห่งเคนต์และสแตรธเอิร์น พระราชโอรสองค์ที่สี่ในพระเจ้าจอร์จที่ 3 ทรงมีรัชทายาทในที่สุด คือ เจ้าหญิงอเล็กซานดรินา วิกตอเรียแห่งเคนต์ ผู้ประสูติหลังเจ้าหญิงชาร์ลอตต์สิ้นพระชนม์ไปแล้ว 18 เดือน