Caroline chào đời ngày 1 tháng 3 năm 1683 tại Ansbach, là con gái của Johann Friedrich, Bá tước Brandenburg-Ansbach, với người vợ thứ hai, Công nương Eleonore Erdmuthe xứ Saxe-Eisenach.[2][3] Cha bà là nhà cai trị của một trong những lãnh thổ nhỏ nhất trong các thành bang ở Đức; ông qua đời vì bệnh đậu mùa ở tuổi 32, khi Caroline mới lên 3. Caroline cùng với người em ruột duy nhất của bà, Bá tước Wilhelm Friederich, rời Ansbach cùng mẹ họ, trở về quê hương của bà là Eisenach[4]. Năm 1692, người mẹ góa của Caroline vướng vào một cuộc hôn nhân không hạnh phúc với Tuyển đế hầu Saxony, và bà cùng hai con chuyển đến triều đình Saxon tại Dresden.

Eleonore Erdmuthe lại thành góa phụ vào hai năm sau, khi người chồng không trung thành của bà bị lây bệnh đậu mùa từ người tình của ông ta.[5] Eleonore vẫn ở lại Saxony thêm hai năm, cho đến khi bà mất năm 1696.[3][6] Bọn trẻ mồ côi Caroline và Wilhelm Friedrich trở về Ansbach sống với người anh trai cùng cha khác mẹ, Bá tước Georg Friedrich II. Georg Friedrich là một thanh niên và không mấy quan tâm đến việc nuôi dạy một cô gái, vì thế Caroline sớm chuyển tới Lützenburg ngoài Berlin, nơi bà sống dưới sự chăm sóc của người giám hộ mới, Friedrich, Tuyển đế hầu Brandenburg, và vợ ông, Sophie Charlotte, họ là bạn của Eleonore Erdmuthe.[7]

Giáo dục

Friedrich và Sophie Charlotte trở thành Vua và Vương hậu của Phổ năm 1701. Vương hậu là con gái của Tuyển hầu thái phu nhân Sophie xứ Hanover, và là em gái của Georg, Tuyển đế hầu Hanover. Ông có tiếng là người thông minh và có tính cách mạnh mẽ, và triều đình không bị kiểm duyệt và tự do của bà thu hút nhiều học giả vĩ đại, bao gồm nhà triết học Gottfried Leibniz.[8] Caroline được tiếp xúc với một môi trường tri thức và sôi nổi khác hẳn với những gì bà đã trải qua trước đây. Trước khi bắt đầu được giáo dục dưới sự chăm sóc của Sophie Charlotte, Caroline không nhận được nhiều kiến thức giáo dục chính quy; chữ viết tay của bà cho đến cuối đời vẫn rất xấu xí.[3][9] Với một tâm hồn sôi nổi, Caroline đã trở thành một học sinh có năng lực đáng kể.[8] Bà cùng Sophie Charlotte có mối quan hệ thân thiết đến nỗi Caroline được đối xử như một cô con gái thay thế;[10] có một lần Vương hậu đã tuyên bố Berlin là "một nơi hiu quạnh" khi mà Caroline trở về thăm Ansbach.[3][9]