Catalina Sandino Moreno (Bogota, 19 april 1981) is een Colombiaans filmactrice. Zij maakte haar filmdebuut met een hoofdrol in Maria Full of Grace en werd daarvoor genomineerd voor een Oscar. Meer dan vijftien acteerprijzen werden haar daadwerkelijk toegekend, waaronder een Zilveren Beer.
Moreno groeide op in Colombia, maar verhuisde rond 2003 naar New York. Daar werd ze opgemerkt door de makers van de film Maria Full of Grace. Hierin speelt Moreno het personage María Álvarez, dat de gehele film Spaans spreekt.
Moreno trouwde in april 2006 met cameraman David Elwell, die met haar samenwerkte tijdens het filmen van Maria Full of Grace.