Natalie Coughlin (* 23. August 1982 in Vallejo, Kalifornien) ist eine ehemalige US-amerikanische Schwimmerin.
Ursprünglich stammt Coughlin aus Concord. Die Psychologie-Studentin der University of California, Berkeley gilt als eine der besten Rückenschwimmerinnen der Welt. Bei den Olympischen Sommerspielen 2004 in Athen gewann sie zwei Goldmedaillen: 100 m Rücken und mit der amerikanischen 4 × 200 m Freistilstaffel. Neben zwei weiteren Staffel-Silbermedaillen konnte sie außerdem über 100 m Freistil die Bronzemedaille gewinnen und war damit mit fünf Medaillen in Athen eine der erfolgreichsten amerikanischen Sportlerinnen.
Bei den Schwimmweltmeisterschaften 2005 in Montréal wurde sie mit der 4 × 200 m Freistilstaffel Weltmeisterin. Außerdem gewann sie die Silbermedaille über 100 m Freistil, musste sich aber auf ihrer Spezialstrecke 100 m Rücken als amtierende Olympiasiegerin mit Bronze hinter Kirsty Coventry und Antje Buschschulte zufriedengeben.