Die Karlsteine nördlich von Osnabrück gehören zu den bekanntesten Megalithanlagen Niedersachsens.
Ihr Name leitet sich von einer Legende ab, wonach Karl der Große ein göttliches Wunder an den Steinen vollbrachte. Karl spaltete einen der gewaltigen Decksteine mit einer Peitsche, nachdem der heidnische Sachsenfürst Widukind ein göttliches Zeichen verlangte. Der Ruf des Megalithgrabes wird durch den hervorragenden Erhaltungszustand und die monumentale Wirkung, die durch seine Lage an einem steilen Hang in einem Laubwald verstärkt wird, getragen. Spätestens seit dem 17. Jahrhundert waren die Karlsteine ein beliebtes Motiv in Literatur und bildender Kunst.
Im Gegensatz zu allen anderen Anlagen in der Weser-Ems-Region sind die Karlsteine nicht aus eiszeitlichen Findlingen (Gneis oder Granit) erbaut worden. Man bediente sich vielmehr des Sandsteinvorkommens am nahen Piesberg. Die Grabkammer ist mit 8,5 x 3 m nicht übermäßig groß, doch sind die verwendeten Steine umso eindrucksvoller. Der größte Deckstein misst 3,70 x 2,20 x 0,80 m. Trag- und Decksteine sind nahezu vollständig erhalten. Frühe aber schlecht dokumentierte Ausgrabungen brachten einige Funde zum Vorschein.
Nur weniger Meter südöstlich der Großen Karlsteine liegen die Kleinen Karlsteine, eine ungleich bescheidenere und sehr stark zerstörte Grabanlage. Auch sie bestand aus Piesberger Sandstein. Die Grabkammer besaß ursprünglich vier Joche.
Diese Großsteingräber sind Teil der
Straße der Megalithkultur (SMK).