易丝于1689年2月12日早逝，没有留下子嗣。此时卡洛斯也变得更加病态。他需要再婚，否则哈布斯堡王朝将无人继承。他的母亲兼摄政王奥地利的玛丽亚·安娜为他选择了配偶——诺伊堡的玛丽亚·安娜。1689年8月，他们通过代理人举办了代行婚礼，1690年5月在巴利亚多利德举行了正式婚礼。可以说，诺伊堡的玛丽亚·安娜的大部分权力将源自作为未来君主母亲的地位。然而，她最不愿看到的事情还是发生了。由于哈布斯堡王朝近亲结婚的缘故，卡洛斯二世身患多种遗传病以及智障和癫痫。因此他的第二次婚姻也没有留下孩子。最后的尸检报告也证