Да, по правилам: Карл-Маркс-Штадт (т. к. штадт не употребляется в русском языке как нарицательное существительное). Ср. в книге А. В. Суперанской «Ударение в собственных именах в современном русском языке» (М., 1966): Карл-Маркс-Штадт.

Все доступные нам словари – как лингвистические, так и энциклопедические – фиксируют только вариант Хемниц. В их числе такие авторитетные издания, как:

• Зализняк А. А. Грамматический словарь русского языка. М., 2008.
• Агеенко Ф. Л. Собственные имена в русском языке. М., 2001.
• Поспелов Е. М. Географические названия мира. Топонимический словарь. М., 2001.
• Толково-энциклопедический словарь. СПб., 2006.
• Российский энциклопедический словарь. М., 2000

Вариант Хемниц зафиксирован также в «Большой советской энциклопедии» (разумеется, в статье Карл-Маркс-Штадт). А вот что указано в словаре Е. М. Поспелова: Хемниц, город, Германия. Упоминается в 1143 г. как слав. селение Камениц (Kameniz), в 1590 г. Кемниц (Kemnitz), с 1630 г. совр. Хемниц (Chemnitz).

Учитывая сказанное, мы полагаем, что статью в «Википедии» следует назвать Хемниц.