Era hija del príncipe Mauricio de Sajonia-Altemburgo y de su esposa, la princesa Augusta de Sajonia-Meiningen. Su padre era hijo del duque Jorge de Sajonia-Altemburgo y un hermano menor del duque Ernesto I de Sajonia-Altemburgo. La madre de Luisa Carlota era hija del duque Bernardo II de Sajonia-Meiningen y de la princesa María Federica de Hesse-Kassel. Su tío, Ernesto I, fue sucedido como duque reinante de Sajonia-Altemburgo por su hermano, Ernesto II de Sajonia-Altemburgo.

Luisa Carlota murió en Altemburgo en 1953, a la edad de 79 años.

Se casó con Eduardo, el hijo del duque Federico I de Anhalt, en Altemburgo, el 6 de febrero de 1895. Se divorciaron el 26 de enero de 1918, unos meses antes de que él reinase brevemente como duque de Anhalt. Tuvieron seis hijos conjuntamente:

• Federica Margarita (1896), murió a los pocos días de nacer.
• Leopoldo Federico Mauricio Ernesto Constantino Ariberto Eduardo (1897-1898), murió a la edad de 1 año.
• María Augusta (1898-1983), casada con el príncipe Joaquín de Prusia, el hijo menor del emperador Guillermo II de Alemania.
• Joaquín Ernesto (1901-1947), el último duque de Anhalt.
• Eugenio (1903-1980), casado con Anastasia Jungmeier (1901-1970). Su hija, Anastasia, se casó con María Manuel, margrave de Meissen.
• Wolfgang Alberto Mauricio Federico Guillermo Ernesto (1912-1936), fallecido a la edad de 23 años.