巴伐利亚的玛蒂尔德·卡罗利妮公主（Mathilde Karoline；1813年8月30日-1862年5月25日），黑森和莱茵河畔大公
路德维希三世之妻。
玛蒂尔德·卡罗利妮于1813年8月30日出生在巴伐利亚王国的
奥格斯堡，是巴伐利亚国王
路德维希一世和萨克森-希尔德堡豪森的
特蕾泽公主的第二个孩子和长女，除了一个哥哥巴伐利亚国王
马克西米利安二世外，她还有七个弟弟妹妹，其中包括希腊国王
奥托一世、巴伐利亚王国摄政
卢伊特波尔德·卡尔·约瑟夫·威廉、摩德纳公爵夫人阿德尔贡德·奥古斯特。
1833年12月26日，玛蒂尔德·卡罗利妮嫁给了未来的黑森和莱茵河畔大公
路德维希三世，他们没有子女。1848年丈夫即位后，她成为黑森和莱茵河畔大公夫人。
1862年5月25日，黑森和莱茵河畔大公夫人玛蒂尔德·卡罗利妮因癌症在黑森和莱茵河畔大公国的达姆施塔特去世，享年48岁。由于她在嫁给信奉路德教的大公家族后一直信奉天主教，因此她被安葬在达姆施塔特的圣路德维希天主教堂。大公家族的另一位成员，也就是她丈夫的叔叔弗里德里希王子也是天主教徒，也被安葬在圣路德维希天主教堂。