Hertigen av Rothesay kommer att få sällskap av nyvalda MSP, diplomater och kyrkliga ledare i St Giles 'katedralen.
Tjänsten äger traditionellt rum kvällen före det första sammanträdet under en ny valperiod. Årets ceremoni inkluderar en humanistisk välsignelse för första gången.
Prinsen kommer att träffa Holyroods partiledare efter gudstjänsten.
Pastor Calum MacLeod, minister i St Giles 'katedralen kommer att leda kvällsgudstjänsten, och Dr Angus Morrison, moderator för generalförsamlingen i den skotska kyrkan, kommer att hålla en predikan.
Gästerna kommer att välkomnas av musik från en kvartett av National Youth Jazz Orchestra i Skottland, medan musiker från Royal Conservatoire i Skottland kommer att uppträda under gudstjänsten, liksom katedralens kör.
Avgående presiderande officer Tricia Marwick, som kommer att göra en läsning under evenemanget, sade att det skulle vara en "modern" tjänst inklusive företrädare för "många trosriktningar".
Hon sade: "Det är en ära att få delta i en tradition som är så historisk som Kirking i det skotska parlamentet, en ceremoni som återupptogs när parlamentet återtogs 1999.
"Det ska bli ett nöje att välkomna Hans Kungliga Höghet hertigen av Rothesay."
Humanist Society Scotland verkställande direktör Gordon MacRae sade att han var "glad" att det skulle finnas representation för icke-religiösa människor i tjänsten för första gången.
Han sade: "När det skotska samhället förändras är det bara rättvist och korrekt att representanter från den stora gruppen i samhället som strävar efter att leva ett etiskt och tillfredsställande liv utan religion ingår i landets viktiga ceremonier."
Det skotska parlamentets nya session inleds formellt på torsdag, då MSP:s kommer att avlägga ed av Marwick i Holyrood-kammaren.
Ett val kommer sedan att hållas för att välja en ny ordförande, med bildandet av en regering och valet av en första minister nästa vecka.
Prins Charles ska närvara vid en interreligiös gudstjänst för det skotska parlamentet i Edinburgh.