Карл XVI Густав родился 30 апреля 1946 года в семье Густава Адольфа, герцога Вестерботтенского, и принцессы Сибиллы Саксен-Кобург-Готской. Он является единственным сыном четы, но на момент его рождения в семье уже было 4 дочери. Отец Карла погиб в авиационной катастрофе в январе 1947 года. На тот момент маленькому принцу было всего 9 месяцев.
Карл Густав окончил школу-интернат в Сигтуне в 1966 году, а затем 2,5 года проходил военную службу. После этого он учился в Упсальском университете по специальной программе, что включала такие дисциплины, как история, социология, налоговое право, экономика и политические науки. А продолжил свое образование принц в университете в Стокгольме, изучая национальную экономику.
Карл Густав как будущий глава страны должен был получить глубокие и разнообразные знания о Швеции, поэтому он не только учился в вузах, но также и посещал различные органы управления для ознакомления с их работой, посещал предприятия, образовательные и социальные учреждения, интересовался работой профсоюзов и союзов работодателей. Также его образовательная программа касалась изучения функционирования правительства, риксдага, МИД.
Будущий король приобрел также опыт международной работы, изучая деятельность представительства Швеции в ООН, Шведского управления по развитию международного сотрудничества, шведского посольства и торговой палаты в Лондоне, Великобритания.
Карл XVI Густав взошел на престол после смерти своего деда, короля Густава VI Адольфа, выбрав своим девизом фразу «За Швецию — в ногу со временем». На момент коронации ему было 27 лет.
Хотя король Швеции Карл XVI Густав родился 30 апреля, его именины отмечают 28 января: в Швеции есть специальный календарь именин, принятый Шведской академией в 1901 году, где почти каждому дню года соответствует определенное имя. В Швеции традиция празднования именин распространена довольно широко, а именины короля, королевы и наследника престола были объявлены днями поднятия флага.
В дни поднятия флага государственный флаг Швеции поднимают на всех государственных флагштоках и зданиях на рассвете и опускают на закате. При этом нерабочими днями дни поднятия флага не являются, если только не выпадают на выходной.