1836年，卡尔王子与普鲁士的伊丽莎白公主结婚。伊丽莎白公主是普鲁士的威廉王子（弗里德里希·威廉三世的弟弟）和黑森-洪堡的玛丽亚·安娜·阿玛莉公主的女儿。由于卡尔王子极少陪伴家人，将他大部分的时间都花在了军队事务上，所以他们的婚姻生活并不幸福。

1877年3月19日，维多利亚女王受到了一份来自她的女儿爱丽丝公主的电报，爱丽丝是卡尔王子的儿子路德维希王子的妻子。公主在电报中说道他们已经做了“最坏的打算”。第二天晚上，女王受到了来自爱丽丝公主的消息，卡尔已经“在六个小时后安然去世了。”女王似乎因卡尔的去世深受打击，在他去世时女王在日记中提到他，称他为“亲爱且优秀的黑森的卡尔王子。”后来重复提到，“为可怜的卡尔王子深感悲痛。”

卡尔的长子路德维希后来因路德维希三世于1877年无子而终后成为了黑森和莱茵河畔大公路德维希四世。