Karlshagen ist ein Ostseebad im Landkreis Ostvorpommern in Mecklenburg-Vorpommern im Norden der Insel Usedom. Es gehört zum Amt Usedom-Nord mit Sitz in Zinnowitz.

Karlshagen hat ca. 3.100 Einwohner und liegt zwischen Zinnowitz und Peenemünde.

1885 entstand in Karlshagen eine Seebrücke. Heute befindet sich hier einer der wichtigsten Yachthafen Usedoms.

Karlshagen lag von 1939 bis 1945 im Sperrgebiet der Heeresversuchsanstalt Peenemünde. In Karlshagen befand sich auch die Wohnsiedlung für die Führungskräfte und Wissenschaftler der Heeresversuchsanstalt Peenemünde. Obwohl diese 1943/1944 zum größten Teil bei Luftangriffen zerstört wurde, sind immer noch Teile erhalten. Eine Mahn- und Gedenkstätte für Kriegsgefangene, welche für den Bau der V1- und V2-Raketen im nahen Peenemünde eingesetzt wurden, befindet sich unweit des Ortsausgangsschildes in Richtung Trassenheide. Zu DDR-Zeiten war das Gebiet nördlich von Karlshagen inklusive des Dorfs Peenemünde Sperrgebiet.

Zwischen Peenemünde und Karlshagen überquert eine zweikreisige 110-kV-Drehstrom-Freileitung die Peene, deren 75 Meter hohe Masten weit sichtbar sind. Diese Leitung wurde zu Beginn der 1950er Jahre gebaut, um den im Wärmekraftwerk Peenemünde erzeugten Strom, der nach Auflösung der Heeresversuchsanstalt zum größten Teil nicht mehr auf Usedom gebraucht wurde, effektiv zum Festland abzuführen. Später wurde von dieser Leitung eine Stichleitung zum Umspannwerk Karlshagen errichtet.

Nachdem das Kraftwerk Peenemünde 1990 stillgelegt wurde, wurde die 110-kV-Freileitung vom Abzweig der Stichleitung nach Karlshagen zum Kraftwerk Peenemünde abgebaut, so dass die über die Peene führende 110-kV-Drehstromleitung nur noch das Umspannwerk Karlshagen speist.