Karoline zu Sayn-Wittgenstein (syntyjään Karolina Elżbieta Iwanowska; 8. helmikuuta 1819 Monasterzyska, Kongressi-Puola, Venäjän keisarikunta – 9. maaliskuuta 1887 Rooma, Italia) oli vanhan puolalaisen aatelissuvun jälkeläinen ja unkarilaisen säveltäjän ja pianovirtuoosin Franz Lisztin pitkäaikainen seuralainen ja tukija. Heidän suhteensa kesti noin 40 vuotta. Suomenkielisissä lähteissä hänestä on käytetty vaihdellen etuniminä Karoline, Carolyne, Caroline, Carolyn ja sukunimen yhteydessä joko zu, von, de tai pelkästään Sayn-Wittgenstein.