София Шарлотта была младшей дочерью герцога Карла Людвига Фридриха Мекленбург-Стрелицкого (1707—1752) и герцогини Елизаветы Альбертины Саксонской (1713—1761).
В возрасте 17 лет она стала супругой короля Великобритании. У них было 15 детей, только двое из которых умерли в детстве. Среди детей Шарлотты были короли Великобритании Георг IV и Вильгельм IV, а также король Ганновера Эрнст-Август.
Королева Шарлотта очень любила искусство и, в частности, оказывала поддержку своему учителю музыки Иоганну Кристиану Баху (сыну знаменитого композитора) и В. А. Моцарту, который в возрасте 8 лет посвятил ей один из своих опусов. Она также широко занималась благотворительностью. Королева хорошо знала ботанику и участвовала в создании Королевского ботанического сада.
Королеве Шарлотте принадлежит рецепт сладкого десерта из яблок, запеченных в тесте (шарлотки). В честь неё названы города Шарлотт в Северной Каролине и Шарлоттаун в канадской провинции Остров Принца Эдуарда.
