Karen LuJean Nyberg (née le 7 octobre 1969) est une ingénieure et une astronaute de la NASA. Elle est la 50 femme à être allée dans l'espace. Elle a fait partie de la mission STS-124 vers la Station spatiale internationale puis des expéditions 36 et 37.
Nyberg possède un diplôme en génie mécanique de l'Université du Dakota du Nord en 1994. Elle poursuit ses études à l'Université du Texas à Austin, centrée sur la thermorégulation humaine et l'essai métabolique expérimental et de contrôle, et en se concentrant sur le contrôle de la neutralité thermique dans les combinaisons spatiales. En 1998, son doctorat au Laboratoire d'Austin se précise sur le transfert biochaleur.
Elle a travaillé pour la NASA au Centre spatial Lyndon B. Johnson de 1991 à 1995. En 1998, à l'obtention de son doctorat, elle accepte un poste dans la Division des Systèmes Thermiques et travaille comme ingénieure des systèmes de contrôle environnemental pour améliorer les systèmes de contrôle thermique des combinaisons spatiales et d'évaluer les technologies de refroidissement des combinaisons de sapeur-pompier. Elle a fourni des dessins conceptuels du système de contrôle thermique et l'analyse du système de contrôle de l'environnement pour une chambre hyperbare pliable.