Der Name Karolinger, abgeleitet von dem fränkischen Hausmeier Karl Martell, bezeichnet ein Herrschergeschlecht der Franken.
Ahnherren der Karolinger waren Arnulf von Metz aus dem Geschlecht der Arnulfinger und Pippin der Ältere aus dem Geschlecht der Pippiniden. Die Karolinger herrschten bereits ab 639 mit Unterbrechungen im Frankenreich, jedoch nicht als Könige (die noch für mehr als ein Jahrhundert Merowinger waren), sondern als Hausmeier. Bis zur Mitte des achten Jahrhunderts konnten sie ihre Macht so weit ausbauen, dass kein merowingischer Schattenkönig mehr ernannt werden musste. Pippin der Jüngere wurde 751 mit päpstlicher Unterstützung von den fränkischen Adligen zum König der Franken akklamiert. Diese Erhebung des Karolingers Pippin zum König der Franken markiert den Übergang von der Vorstellung des Geblütsrechts eines Herrschers hin zum Gottesgnadentum als Begründung für die Herrschaftsausübung. Der bekannteste Vertreter der Dynastie, Karl der Große, begründete das neue weströmische Kaisertum, als er am 25. Dezember 800 in Rom von Papst Leo III. zum Kaiser gesalbt und gekrönt wurde.
Auf Karl den Großen folgte 814 Ludwig der Fromme als Kaiser, da Karls ältere Söhne Karl der Jüngere und Pippin der Bucklige bereits vor Karl verstarben. Noch zu Lebzeiten Ludwigs d. Fr. erhoben sich seine Söhne Lothar I., Ludwig II., Pippin und Karl II. „der Kahle“ in verschiedenen Koalitionen gegen ihren Vater und bekämpften sich gegenseitig, wobei der Rang des Kaisers, den Lothar seit 817 als Mitkaiser seines Vaters inne hatte, nie in Frage gestellt wurde. 843 einigten sich die drei übrig gebliebenen Brüder Lothar I., Ludwig II. und Karl II. im Vertrag von Verdun auf eine Teilung der Herrschaft (nicht des Reiches). Im Vertrag von Meerssen wird die Herrschaft 870 zwischen Karl II. und Ludwig II., nachdem Lothars Söhne ohne Erben verstorben waren, erneut geteilt. Karl III. „der Dicke“, König von Ostfranken, eint 885 kurzfristig beide Teile Frankens. Als Kaiser folgten ihm Arnulf von Kärnten und Ludwig III. „der Blinde“. Danach erloschen die Karolinger als Kaisergeschlecht.
Das Geschlecht der Karolinger beherrschte in unterschiedlichen Konstellationen bis 987 Mitteleuropa und prägte die frühmittelalterliche Welt entscheidend. Ausgehend vom fränkischen Erbschaftsrecht, welches keinen automatischen Primat des Erstgeborenen vorsah, wurde das Frankenreich (nicht das Kaisertum!) nach dem Tode Karls des Großen mehrfach geteilt. Der Vertrag von Verdun 843 kann als der Ausgangspunkt der Länderentstehung Frankreichs und Deutschlands angesehen werden. Mit den Teilungen ging ein Machtzuwachs des fränkischen Adels einher, der stets versuchte, Teilungspläne zu seinen Gunsten zu beeinflussen. Waren es die Karolinger, die das Angesicht Europas so prägten, dass ihr Einfluss noch auf über 1200 Jahre hinaus sichtbar sein sollte, so liegt in ihrer Herrschaft auch der Ursprung der föderativen und dezentralen Verfasstheit und Herrschaftsausübung auf dem Gebiet des heutigen Deutschland begründet.
Als die ostfränkische Linie 911 mit Ludwig dem Kind ausstarb, folgten die Ottonen nach. Im Westfrankenreich waren noch bis 987 Karolinger an der Macht, dann wurden sie von den Kapetingern verdrängt.
Die Stilepoche der Baukunst dieser Zeit, die eine Form der Vorromanik darstellt, wird „karolingischer Baustil“ bezeichnet.