Alors que son frère aîné et ses sœurs aînées ont épousé la sœur et les frères du roi Louis XVI de France, Marie-Caroline de Savoie épousa malgré elle en 1781 un cousin utérin du souverain Français, Antoine de Saxe, frère et héritier de l'ÉlecteurFrédéric-Auguste III. Son entourage dut même la mettre de force dans le carrosse qui la mena vers l'Allemagne. Seconde dame de la cour après sa belle-sœur, l'électrice Amélie de Deux-Ponts-Birkenfeld dont le couple était sans enfant, la princesse, appelée à être la mère d'un futur électeur de Saxe, ne s'adapta pas à sa nouvelle patrie. Elle n'eut pas le temps d'avoir un enfant. Elle mourut de la variole dès l'année suivante à l'âge de 18 ans.