Knapp zwei Kilometer westlich der Stadt ließ Graf Carl Heinrich 1818 an der Stelle einer im späten Mittelalter ausgegangenen Siedlung Melmenrod einen großen Hof errichten, der im Verlauf des 19. und des 20. Jahrhunderts weiter ausgebaut wurde. Er besteht aus einem breit gelagerten Wohnhaus, vor dem eine etwa quadratische Hoffläche durch drei langgestreckte Gebäude umstellt ist, die dem Landwirtschaftsbetrieb und teilweise früher auch der Unterbringung des Gesindes beziehungsweise von Gutsarbeitern dienten. Das Wohnhaus aus dem Jahr 1818 nimmt die Nordseite des Gevierts ein. Über hohem Sockel aus Sandsteinquadern (mit Bauinschrift) erheben sich zwei Fachwerkgeschosse mit symmetrischem, zum Hof fünfachsigem Aufriss; zu der teils wohl originalen Eingangstür führt eine große zweiläufige Freitreppe. Das Wohnhaus schließt mit einem Walmdach ab. Die Front des Sockelgeschosses setzt sich zu beiden Seiten des Wohnhauses in der Art von Futtermauern fort, die eine parkartig angelegte Terrasse zum Hof hin abgrenzen. Die Wirtschaftsgebäude sind angepasst an das Wohnhaus als Fachwerkbauten - teilweise mit massiven Erdgeschossen - errichtet. Zwar zeigt die großherzogliche Generalkarte um 1840 bereits den vierseitig umbauten Hof, jedoch sind zwei Fensterstürze des südlichen Stallflügels mit den Jahreszahlen 1863 und 1865 versehen. Der Westflügel scheint (nach einem Brand?) großenteils erst im 20. Jahrhundert in seiner heutigen Form mit dem Gesamtbild des Hofes übereinstimmend entstanden zu sein. An die damals noch bestehende Bedeutung des Karlshofs als Arbeitsstätte erinnert eine benachbarte kleine Arbeitersiedlung aus Doppelhäusern, die Graf Otto Hartmann in der Mitte des 20. Jahrhunderts erstellen ließ. Um diese Zeit wurden auch die Wirtschaftsgebäude teilweise verändert und ergänzt. Der Karlshof gehörte von 1969 bis 2007 als Staatsdomäne dem Land Hessen. Er dokumentiert eine Phase der Wirtschaftsentwicklung des Schlitzerlandes nach der Auflösung der Grafschaft und ist Kulturdenkmal aus siedlungs-, familien-, sozial- und wirtschaftsgeschichtlichen Gründen.