Die Linie Mecklenburg-Strelitz des herzoglichen Hauses Mecklenburg entstand am 8. März 1701 als Folge der im Hamburger Vergleich vereinbarten dritten mecklenburgischen Hauptlandesteilung. Als Stifter der Linie gilt Adolf Friedrich II., Herzog zu Mecklenburg. Unter seinen männlichen Abkömmlingen finden sich alle Regenten des neu gebildeten (Teil-)Herzogtums Mecklenburg-Strelitz, die bis zum Ende der Monarchie zunächst als Herzog zu Mecklenburg, ab 28. Juni 1815 als Großherzog von Mecklenburg etc. titulierten. Eine Titelergänzung um den Namen des Strelitzer Landesteils war nur umgangssprachlich in Gebrauch. Diese Titelzusätze wurden z. B. auf Geldmünzen, Briefmarken, Urkunden, Orden und zur Vermeidung von Verwechselungen im diplomatischen und rechtsgeschäftlichen Verkehr verwendet, waren aber nie Bestandteil der offiziellen Titulatur.
Das mecklenburgische Fürstenhaus hatte sich im Hamburger Erbvergleich für die Dynastie auf das Erbfolgeprinzip der Primogenitur geeinigt. Trotzdem brachte die Thronbesteigung des erst 14-jährigen Herzogs Adolf Friedrich IV. um die Jahreswende 1752/53 wiederum politische Verwicklungen, die sich aus dem politischen Ringen zwischen Fürsten und Ritterschaft im Land im Vorfeld des Landesgrundgesetzlichen Erbvergleichs (LGGEV) erklären. Die thronfolgefähige regierende Linie Mecklenburg-Strelitz der mecklenburgischen Dynastie endete 1934 mit Carl Michael.
Nachfahren in der Linie Mecklenburg-Strelitz leben noch heute. Zur Erhaltung des früheren Titels Herzog zu Mecklenburg (der entsprechend der Weimarer Verfassung ein Familienname geworden war) adoptierte Carl Michael Herzog zu Mecklenburg den Sohn seines Bruders Georg Alexander. Der frühere Großherzog von Mecklenburg-Schwerin, Friedrich Franz IV., erkannte die Adoption hausrechtlich unter der Bedingung an, dass ein Thronfolgerecht dadurch nicht begründet werde. Am 18. Dezember 1950 attestierten der (frühere) Erbgroßherzog Friedrich Franz und Adolf Friedrich Herzog zu Mecklenburg (-Schwerin) Georg Herzog zu Mecklenburg die Führung des für die Herzöge bis 1918 üblich gewesenen Prädikates „Hoheit“ und die Bezeichnung „Chef des Mecklenburg-Strelitzer Hauses“. Für dynastische Fragen blieb die Adoption und deren Folgen bedeutungslos.
Georg Alexander zu Mecklenburg (1859–1909) ⚭ Natalia Feodorovna Gräfin von Carlow (1858–1921), Tochter des Kaiserl. Russ. Staatsrates Feodor v. Vanljarski
Ekaterina (1891–1940), Gräfin von Carlow ⚭ Vladimir Emmanuelovich Fürst Galitzin (1884–1954)
Marie (1893–1979), Gräfin von Carlow
Natalia (1894–1913), Gräfin von Carlow
Georg Herzog zu Mecklenburg (1899–1963), Chef des Großherzoglichen Hauses Mecklenburg-Strelitz ⚭ (I) 1920 Irene Rajevsky, Tochter des Generalmajors Michael Rajevsky; ⚭ (II) 1956 Charlotte Erzherzogin von Österreich (1921–1989), Tochter von Kaiser Karl I. (Österreich-Ungarn) (1887–1922)
Georg Alexander Herzog zu Mecklenburg (1921–1996), Chef des Großherzoglichen Hauses Mecklenburg-Strelitz ⚭ 1946 Ilona Erzherzogin von Österreich, Prinzessin von Ungarn (1927–2011), ⚭ 1974
Carl Michael zu Mecklenburg (1863–1934), hat 1928 seinen Neffen Georg Alexander adoptiert. Dessen Nachkommen tragen seither den Namen „Herzog zu Mecklenburg“.
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