Françoise Madeleine d'Orléans (13 de outubro de 1648 - 14 de janeiro de 1664) nasceu no Château de Saint Germain en Laye e era a filha mais jovem sobrevivente de Gaston de Orléans e sua segunda esposa Marguerite de Lorraine. Desde o nascimento, ela tinha o estilo de Mademoiselle de Valois. Ela era a irmã favorita de La Grande Mademoiselle. Ela cresceu na companhia de suas irmãs no Châteaude Blois. Sob a influência de sua tia paterna Christine, Duquesa Dowager de Savoy, ela foi noiva de seu primeiro primo Charles Emmanuel II, Duque de Savoy.
Orléans casou-se com o Duque de Sabóia por procuração no Palais du Louvre em 4 de março de 1663. O casal se encontrou pela primeira vez em Annecy no dia 3 de abril de 1663, onde foram casados oficialmente. A princesa saudosa de casa logo morreu no Palácio Real de Turim, sem filhos, aos 15 anos de idade. Ela foi enterrada na Catedral de Turim, onde descansa hoje. Seu marido casou-se novamente com Marie Jeanne de Savoy, por quem teve um filho.