غليوم الرابع (22 أبريل 1852 - 25 فبراير 1912) هو الدوق الأكبر للوكسمبورغ منذ عام 1905 حتى وفاته، خلفاً لوالده أدولف، دوق الأكبر من لوكسمبورغ، وأيضا كان دوق ناساو رغم أنها انضمت إلى بروسيا خلال الحرب النمساوية البروسية عام 1865.
كان غيلاوم الرابع بروتستانتياً هو مذهب آل ناساو تزوج من انفانتا ماريا آنا ابنة ميغيل الأول ملك البرتغال المخلوع، كانت ماريا آنا كاثوليكية، بحيث كانت كاثوليكية مذهب غالبية سكان لوكسمبورغ، وبذلك أصدر قانون على تحويل أبنائهما إلى الكاثوليك.
مع وفاة عمه الأمير نيكولاس فيلهلم في عام 1905، الذي كان الذكر الوحيد في عائلة ناساو-فيلبيورغ، واعتبار ابنه غيورغ نيكولاس كونت ميرينبرغ من نتاج زواج مرغنطي، لذلك سمى ابنته الكبرى ماري أديلايد وريثة للعرش، بحيث كانت القوانين تمنع حمل الإناث هذا اللقب، ومع وفاته في 1912، أصبحت ابنته ماري أديلايد أول امرأة تحمل لقب دوقة لوكسمبورغ الكبرى، حتى أجبرت على التنازل في عام 1919 لصالح شقيقتها الثانية شارلوتا التي أصبحت الدوقة حتى تنازلها في 1964 لصالح ابنها البكر جان.
وحتى الوقت الحاضر يُعَدّ غليوم الرابع آخر حاكم لوكسمبورغي تُوفي أثناء جلوسه على العرش.