Lea Kathleen Thompson, nacida el 31 de mayo de 1961, en Rochester, Minnesota, es una actriz estadounidense. Es conocida principalmente por su papel como Lorraine McFly en la trilogía Back to the Future.
Thompson estudió danza siendo niña, y practicaba tres o cuatro horas diarias. Empezó a bailar profesionalmente a la edad de 14 años. Lea entonces ganó becas para varias escuelas del ballet clásico, como The American Ballet Theatre y The San Francisco Ballet. Bailó con The Minnesota Dance Theatre, The Pennsylvania Ballet Company y The Ballet Repertory. Las lesiones y alguna crítica le hicieron abandonar la danza y hacer carrera como actriz. Se trasladó a Nueva York a los 20 años, y allí realizó varios anuncios de Burger King en los años 1980 junto con Elisabeth Shue, que luego también aparecería en Back to the Future Part II.
Lea hizo su primer papel importante en All the Right Moves (1983], junto a Tom Cruise. Después trabajó en Amanecer Rojo (1984) y The Wild Life (1984). Pero por lo que es recordada es por el papel de Lorraine Baines McFly en Back to the Future y sus posteriores secuelas. Posteriormente apareció en S.O.S. Equipo Azul (1986) y Howard: un nuevo héroe (1986), que fracasaron estrepitosamente en taquilla. Fue Alicia Mitchell en la película Daniel el Travieso (1993) y protagonizó The Beverly Hillbillies (1993).