Carlos Emanuel I (em italiano: Carlo Emanuele I di Savoia; Rivoli, 12 de janeiro de 1562 – Savigliano, 26 de julho de 1630), apelidado de "o Grande", foi o Duque de Saboia de 1580 até sua morte. Era o único filho do duque Emanuel Felisberto e sua esposa Margarida da França, Duquesa de Berry.
Casou em Saragoça em 11 de março de 1585 com a Infanta Catarina Micaela de Espanha, Áustria ou Habsburgo (nascida em 10 de outubro de 1567 e morta em 6 de novembro de 1597), filha de Filipe II de Espanha e de Isabel de Valois.
Adquiriu o marquesado de Saluzzo em 1588 e grande parte de Monferrato. Interveio na Provença, de acordo com a Santa Liga (1589-1593). Zeloso contra o protestantismo, tomou (como dois sucessores) medidas contra o crescimento dos Waldensianos. Trocou os direitos da França sobre o marquesado de Saluces contra os territórios de Bresse, Bugey e Gex, pelo Tratado de Lyon em 1601. Suas tentativas contra Genebra fracassaram, e se voltou para a Espanha, arranjando entre ambos a sucessão de Mântua, o que lhe deu o Montferrato em 1628 - mas Luís XIII de França lhe impôs neutralidade ao invadir o passo de Susa em 1629.
Quando morreu, seus estados estavam devastados pela luta entre franceses e espanhóis. Sempre teve três objetivos principais: para recuperar os territórios perdidos, conquistar Gênova, Saluzzo (1558) e Monferrato.
Uma diplomacia irrequieta, embora astuta, prejudicou muitas realizações econômicas e políticas das décadas passadas. Oscilou sempre entre aliar-se a Espanha ou a França e a longo prazo teve sucesso muito relativo. Enviou em 1590 expedição à Provença no interesse da Liga Católica, mas pela paz de 1593 (quando o rei Henrique de Navarra foi reconhecido Rei da França como Henrique IV) terminaram suas ambições.
Na guerra seguinte entre Espanha e França, ficou do lado espanhol. Pela Paz de Lyons 1601 abandonou os territórios além do Ródano, embora Saluzzo lhe tenha sido confirmado, dando em troca Bresse, Bugey, Gex e Pinerolo. Tentou capturar Gênova por surpresa, traição e ajuda espanhola em 1602, mas falhou.
Quando morreu em 1612, Francisco Gonzaga, Duque de Mântua, senhor de Monteferrato, tentou outra vez a sorte - aliando contra ele venezianos, a Toscana, o imperador e a Espanha, que o obrigaram a largar a conquista. A paz de 1618 devolveu-lhe mais ou menos o status quo ante.
Em 1628, aliado à Espanha contra a França, que invadiu o ducado. Lutou desesperadamente, mas adoeceu em Savigliano e morreu.
Em 12 de dezembro de 1602, no final de uma luta épica, a cidade de Genebra emancipou-se de seu suserano feudal, o duque de Saboia, e se tornou independente. No século anterior, Genebra se tinha transformado em república e tornado protestante, acolhendo com ardor o reformador Calvino. O duque de Saboia decidiu dar fim à rebelião, e nesta data de 12 de dezembro seu exército de mercenários se aproximou da cidade. O senhor de Albigny queria aproveitar da noite mais longa do ano para tomá-la. Soldados de elite, com escalas envelopadas em panos, alçam-se pelas muralhas. Mas de sua janela uma mulher os vê, toma uma panela e derrama sua sopa fervente sobre os assaltantes. A alerta dado, os intrusos rumam para as portas para dar entrada ao exército dos saboiardos. Um guarda se lança sobre a corda que retém a porta e faz com que caia sobre eles. A cidade está salva. Os sobreviventes do assalto serão enforcados no dia seguinte, entre demonstrações de alegria, na planície. Henrique IV, sabendo da notícia, enviará calorosas felicitações aos genebrinos.
O ataque que ficará conhecido como "a Escalada", é hoje em dia festejado devidamente, e os habitantes vestem-se em trajes de época, com tamborins e fogos, diante da catedral, comendo chocolate em panelas batidas contra as mesas das casas aos gritos de «Assim pereçam os inimigos da República!», é a grande festa da L'Escalade a cada 12 de Dezembro.
Mais do que uma derrota militar, é mais uma derrota de prestígio o revês da Escalada, que aliás está na origem do tratado de Saint-Julien. O desejo de derrotar Genebra chega ao ponto de um século mais tarde a Saboia vai criar a Província de Carouge.
Deixou dez filhos legítimos e numerosos bastardos.
Filipe Emanuel, Príncipe de Piemonte (1586–1605), nunca se casou e nem teve filhos;
Vítor Amadeu I (1587–1637), casou-se com Cristina da França, com descendência;
Emanuel Felisberto de Saboia (1588–1624), vice-Rei espanhol da Sicília (1622-1624);
Margarida (1589–1655), casou-se em 1608 com Francisco IV Gonzaga, Duque de Mântua, com descendência;
Isabel (1591–1626), casou-se em 1608 com Afonso III d'Este, Duque de Módena, com descendência;
Maurício (1593–1657), cardeal e bispo de Vercelli. Em 1642, sendo há 30 anos cardeal, abandonou a religião e casou-se com sua sobrinha Luísa Cristina, filha de seu irmão, Vítor Amadeu I de Saboia, sem descendência;