Za jego panowania założono w 1666 Uniwersytet w Lund.
Małżeństwo i dzieci 6 maja 1680 poślubił Ulrykę Eleonorę Oldenburg, córkę króla Danii Fryderyka III i Zofii Amalii brunszwickiej. Para miała siedmioro dzieci: thumb|200px|Trumna ze szczątkami Karola XI Jadwigę Zofię, przyszłą księżną Holstein-Gottorp (1681–1708) Karola XII, kolejnego króla Szwecji (1682–1718) Gustawa (1683–1685) Ulryka (1684–1685) Fryderyka (1685–1685) Karola Gustawa (1686–1687) Ulrykę Eleonorę, również przyszłą królową Szwecji (1688–1741).
Śmierć Karol XI skarżył się od 1694 na częste bóle brzucha. Dwa lata później stan zdrowia władcy znacznie się pogorszył, tak że już w lutym 1697 król musiał wracać często do Sztokholmu, gdzie lekarze odkryli, że Karol XI ma duży i twardy guz w brzuchu oraz że są bezsilni i niewiele mogą zrobić, aby go wyleczyć. Dwa miesiące później władca zmarł, a sekcja zwłok wykazała, iż nowotwór rozprzestrzenił się na całą jamę brzuszną. Został pochowany w sztokholmskim kościele RiddarholmenRystad, Göran, Karl XI. En biografi, AiT Falun AB 2001, s.