Madeline Zima (née le 16 septembre 1985 à New Haven, dans le Connecticut) est une actrice américaine. Elle est surtout connue pour son rôle de Grace Sheffield dans Une nounou d'enfer et de Mia Lewis dans Californication.
Elle se fait connaître en occupant le rôle de Grace Sheffield dans la série Une nounou d'enfer pendant six ans. Elle a également tourné dans des films comme La Main sur le berceau et on a pu la voir dans le film Comme Cendrillon, avec Hilary Duff, ou encore dans un épisode de la série Ghost Whisperer.
Elle a également fait une apparition dans un épisode de Grey's Anatomy. On la retrouve en 2007 dans un rôle récurrent d'une série télévisée de la chaîne Showtime, Californication, où elle interprète Mia, une adolescente manipulatrice et perverse de 16 ans, qui a une liaison avec Hank Moody, auteur célèbre et ex-compagnon de sa belle-mère. En 2009, elle joue le rôle de la nouvelle amie de Claire dans la quatrième saison de la série Heroes. En 2012, elle apparaît dans la saison 4 de la série Vampire Diaries dans laquelle elle interprète Charlotte, une vampire qui était liée à Damon à l’époque. Elle apparait aussi en tant que patiente dans la saison 3 de la série Royal Pains.