Carlstens fæstning er en fæstning som ligger i Marstrand, en by i det vestlige Sverige i Västra Götalands län. Fæstningen ligger på Marstrandsøens højeste punkt. Fæstningen er opkaldt efter den svenske kong Carl X Gustav.
Under opførelsen blev fæstningen brugt som fængsel og fangene blev brugt som arbejdskraft til opførelsen. At blive dømt til "marstrandsarbejde" blev regnet som den strengeste straf i svensk lov, til og med strengere end dødsstraf. For at få mad og drikke måtte de indsatte optjene penge efter hvor meget de havde arbejdet. Blev en arbejder syg og ikke kunne arbejde fik han heller ikke mad. Optil 20 fanger kunne dele samme rum. Det tog 202 år fra opførelsen startede til fæstningen blev regnet som færdigbygget.
Efter at Marstrand blev svensk efter freden i Roskilde i 1658 bestemte den svenske konge Carl X Gustav at der skulle bygges flere mindre forsvarsværker rundt på øerne. General og bygningsinginør Johan Wärneschöld fik til opgave at bygge en mindre bæfestning på toppen af Marstrandsøen. Han bygdede en firkantet borggård af sten med et firkantet tårn ved den ene mur.
Man indså hurtigt at fæstningen burde blive forstærket. Tårnet blev forstærket ved at man byggede det firkantete tårnet ind i et nyt og rundt et. Murene blev forstærket og bygget højere. Udover 1600- og 1700-tallet blev fæstningen yderligere forstærket og udbygget. Ikke før i 1860 blev fæstnignen regnet som helt færdigbygget.
