卡尔·亚历山大·奥古斯特·约翰（，1818年6月24日－1901年1月5日），德意志邦国萨克森-魏玛-爱森纳赫的大公，1853年至1901年在位。
卡尔·亚历山大是萨克森-魏玛-爱森纳赫大公卡尔·腓特烈与俄罗斯女大公玛丽亚·巴甫洛夫娜的次子，1818年6月24日生于大公国首都魏玛。由于长兄卡尔于他出生前去世，他一出生就成为萨克森-魏玛-爱森纳赫的继承人，并于1828年父亲继承大公之位后成为大公世子。
卡尔·亚历山大年轻时接受了瑞士教育家弗雷德里克·索雷特的认真教育。他精通多门外语，1835年开始在莱比锡和耶拿学习历史、法律和自然科学，并参加了军事训练。1841年成为耶拿大学法学博士。
1842年10月8日在海牙，卡尔·亚历山大与小姨的女儿荷兰的索菲公主举行了婚礼。
卡尔·亚历山大作为大公世子时期，魏玛是自由主义艺术家的庇护所。1851年，卡尔·亚历山大成为魏玛共济会的保护人。他还是女权主义作家范妮·勒瓦尔德和丹麦童话大师汉斯·克里斯蒂安·安徒生的好友，保持了长期的书信往来。卡尔·亚历山大与安徒生柏拉图式的精神恋爱也是后人经常议论的话题。由于1849年的第一次石勒苏益格战争，卡尔·亚历山大与安徒生的友情暂时中断。
1853年7月8日，卡尔·亚历山大的父亲卡尔·弗里德里希去世。卡尔·亚历山大成为萨克森-魏玛-爱森纳赫的第三任大公。在歌德诞辰日的1853年8月28日，魏玛成立了立宪制政府。
卡尔·亚历山大重建了爱森纳赫的瓦尔特堡，并在爱森纳赫的许多地方留下了他的印迹。他是著名作曲家李斯特·费伦茨和理查德·瓦格纳的保护人。在他的统治期间，魏玛保留了古典主义传统，还建立了赫德尔的纪念馆和歌德-席勒纪念雕像，使魏玛老城旧貌换新颜。1860年代，他与瑞士画家阿诺德·勃克林、德国雕塑家莱诺尔德·贝加斯、德国画家弗朗茨·冯·伦巴赫一同兴办了魏玛萨克森大公艺术学院（Großherzoglich-Sächsische Kunstschule Weimar），她是著名的包豪斯的前身。1872年成立了魏玛李斯特高等音乐学院（Hochschule für Musik Franz Liszt Weimar）；1886年歌德故居开放；1889年卡尔-亚历山大图书馆在爱森纳赫建成。
1871年，德意志帝国建立，萨克森-魏玛-爱森纳赫成为德意志帝国的一个邦国。
1901年1月5日，82岁高龄的卡尔·亚历山大大公去世。由于其长子卡尔·奥古斯特在1894年去世，长孙威廉·恩斯特继位为大公。
卡尔·亚历山大与其母玛丽亚·帕芙洛娃统治期间被称为魏玛的“白银时代”（Silbernes Zeitalter Weimars）。
卡尔·亚历山大1842年10月8日在海牙与表妹索菲公主结婚，索菲是荷兰国王威廉二世唯一的女儿，也是最小的孩子。卡尔·亚历山大与索菲有一子三女：
卡尔·亚历山大的三代祖辈详见下表:
