Pada tanggal 2 Februari 2002, Baginda berkahwin dengan Máxima Zorreguieta Cerruti di Beurs van Berlage, Amsterdam. Máxima merupakan seorang wanita Argentina keturunan Sepanyol dan Itali yang bekerja sebagai seorang jurubank pelaburan di New York sebelum pernikahan mereka; beliau juga merupakan anak kepada Jorge Zorreguieta, seorang menteri pada zaman kediktatoran Argentina tahun 1970-an, pertalian tersebut menyebabkan perkahwinan ini mencetus kontroversi ketika itu.

Anak

• Yang Mulia Puteri Catharina-Amalia Beatrix Carmen Victoria, lahir 7 Disember 2003
• Yang Mulia Puteri Alexia Juliana Marcela Laurentien, lahir 26 Jun 2005
• Yang Mulia Puteri Ariane Wilhelmina Máxima Inés, lahir 10 April 2007.