Wilhelmina Carolina van Denemarken (Deens: Vilhelmine Caroline, Duits: Wilhelmine Karoline), (Kopenhagen, 10 juli 1747 — Kassel, 14 januari 1820) was Keurvorstin van Hessen-Kassel.
Ze was een dochter van koning Frederik V van Denemarken en Noorwegen (1723-1766) en zijn eerste vrouw Louise (1724-1751), dochter van koning George II van Groot-Brittannië. In 1764 trouwde ze met erfprins Willem van Hessen, graaf van Hanau, vanaf 1785 als landgraaf Willem IX van Hessen en vanaf 1803 als keurvorst Willem I van Hessen-Kassel. Hij was een van de rijkste vorsten van zijn tijd. De tijd van het Koninkrijk Westfalen brachten ze door in ballingschap, onder andere in Sleeswijk en Praag (1806-1813).