Karol Ludwik Józef Maria Habsburg, niem. Erzherzog Karl Ludwig Joseph Maria von Österreich (ur. 30 lipca 1833 w Wiedniu, zm. 19 maja 1896 tamże) – trzeci syn arcyksięcia Franciszka Karola i arcyksiężnej Zofii. Młodszy brat cesarza Austrii Franciszka Józefa i cesarza Meksyku Maksymiliana, starszy brat arcyksięcia Ludwika Wiktora. Miał także młodszą siostrę Marię Annę, która zmarła w wieku czterech lat.
Życiorys thumb|Portret Karola Ludwika z 1848 autorstwa Antona Einslego Urodził się w pałacu Schönbrunn. Najwyższą funkcją publiczną jaką sprawował było gubernatorstwo Tyrolu, z której został odwołany po zaprowadzeniu w Austrii rządów konstytucyjnych (Habsburg nie mógł służbowo być czyimś podwładnym). Ze względu na brak doświadczenia w rządzeniu zajmował się przede wszystkim balami i sztuką, a także polowaniami i wędkarstwem. Patronował licznym przedsięwzięciom artystycznym, zbudował zamek Wartholz. Podobnie jak matka był bardzo religijny, np. co roku odwiedzał Rzym, aby uzyskać audiencje u papieża. W miarę upływu lat jego stosunek do religii zmieniał się w dewocję.
Po śmierci syna Franciszka Józefa – arcyksięcia Rudolfa w 1889 został następcą tronu. Był nim do swej śmierci.