路德維希四世(弗里德里希·威廉·路德維希·卡爾;德語:Friedrich Wilhelm Ludwig Karl;英語: Frederick William Louis Charles;1837年9月12日-1892年3月13日)是1877年至1892年期間的黑森和萊茵河畔大公 。通過他自己以及其子女的婚姻，其家族與英國王室，俄羅斯帝國和其他的歐洲王室都有聯繫 。
1837年9月12日，路德維希在德意志邦聯內的黑森和萊茵河畔大公國的首都達姆施塔特出生，是黑森和萊茵河畔的卡爾王子與普魯士國王腓特烈·威廉二世的孫女伊麗莎白公主的長子。他的父親是黑森和萊茵河畔大公路德維希三世最大的弟弟，自從1833年路德維希三世與巴伐利亞的馬蒂爾德·卡洛琳公主結婚到1868年又與瑪格達萊妮·阿佩爾貴賤通婚以來，他與他的第一任妻子一直沒有生下合法子嗣 。從童年起，路德維希王子就成爲了大公位最可能的最終繼承人 。
第一次婚姻
1862年7月1日，路德維希與英國維多利亞女王的第三個孩子愛麗絲公主在懷特島的奧斯博恩莊園結婚 。婚禮當天，女王授予了她的新女婿"王室殿下(His Royal Highness)"的頭銜，隨後又被授予嘉德勳章。
儘管這是一場由新娘的父親阿爾伯特親王一手策劃的包辦婚姻，但這對夫婦在訂婚和欣然結婚之前經歷了一斷短暫的求愛期，並且這場婚禮也因維多利亞女王在阿爾伯特親王去世後悲痛欲絕而籠罩在悲傷的氛圍中 。在婚後不到一年，他們便爲人父母，這對年輕的皇室夫婦發現他們的財政狀況不足以維持他們預期的生活狀態 。愛麗絲公主致力於社會福利事業，科學發展，親自撫養孩子，慈善機構和智力激發。但這些並沒有得到路德維希的大力支持，儘管他恪守本分並且樂善好施，但他虛張聲勢且追求傳統 。1873年，他們患有血友病的幼子弗里德里希在他三歲生日前從宮殿的窗戶上摔下，這致命的一摔再加上1807年愛麗絲在戰爭中日以繼日的從事救濟工作，使公主的精神信念受到了巨大的打擊，而他的丈夫在這時似乎也沒有對她進行安慰與鼓勵 。
1866年，奧地利在普奧戰爭中失敗，處於危險之中的黑森大公國成爲了普魯士的戰利品，與奧地利的一些其他盟國(漢諾威，黑森-卡塞爾，拿騷)一樣被普魯士併吞。但是由於俄羅斯帝國與統治者親密的親屬關係(亞歷山大二世的妻子瑪麗亞·亞歷山德羅芙娜皇后是黑森大公路德維希三世和卡爾王子的妹妹)，幸運的使黑森-達姆施塔特成爲了唯一一個沒有割讓領土的國家 。
在1870年因俾斯麥的操縱埃姆斯電報而引發的普法戰爭中，黑森和萊茵河畔大公國發現自己贏得了普魯士這一盟友。特別是在格拉沃洛特戰役中的出色表現 ，路德維希王子被認爲是英勇無畏的軍人 ，這也使他有機會通過與他站在同一戰線的姐夫和未來的德皇腓特烈三世修補早前與霍亨索倫王朝因戰爭引起的不滿 。
1877年3月，當他的父親去世後，路德維希成爲了黑森大公位的假定繼承人。就在他父親去世不到三個月之後，他的叔叔路德維希三世去世，他繼承了黑森大公位 。
然而，一年半以後，路德維希大公與他大部分直系親屬一起遭到了白喉的侵襲。儘管他最終恢復了健康但他四歲的女兒瑪麗和陪伴了他16年的妻子卻因白喉去世 。從那時起，他作爲大公獨自撫養着倖存下來的五個孩子 。
第二次婚姻
1878年大公夫人愛麗絲因白喉去世，1884年4月30日，路德維希四世與俄羅斯駐達姆施塔特臨時代辦亞歷山大·克雷明(Alexander Kolémine)的前妻亞歷山德里娜·胡騰-恰普斯卡女伯爵(Alexandrina Hutten-Czapska;1854年9月3日-1941年5月8日)在達姆施塔特結婚(在他長女婚禮的前夕，維多利亞女王與愛麗絲公主的親屬都聚集到黑森首都) 。他的第二任妻子獲得了羅姆羅德女伯爵(Countess von Romrod)的頭銜，但是這對夫婦受到了大公姻親的反對，他們被迫在一週內分開並且三個月的婚姻被宣告無效 。
去世
1892年3月13日，路德維希四世在達姆施塔特的新宮去世，他的兒子恩斯特·路德維希繼承了大公之位 。他的遺體被葬在達姆施塔特外的大公家族陵墓玫瑰高地內 。
