Diego Luna Alexander (Mexico-Stad, 29 december 1979) is een Mexicaans acteur. Hij is zoon van de scenograaf Alejandro Luna en van de stiliste Fiona Alexander. Zij overleed toen Diego Luna twee jaar oud was. Hij werd opgevoed door zijn vader.
Diego Luna begon zijn carrière bij de film toen hij elf jaar oud was, met een rol in de korte film El último fin de año. In het jaar daarna acteerde hij naast Gael García Bernal in zijn eerste telenovela (een Latijns-Amerikaans soapgenre): El abuelo y yo. Gedurende de jaren negentig bleef hij afwisselend voor film en voor televisie acteren. In 2001 brak hij als filmacteur internationaal door in de film Y tu mamá también, waarin hij de rol van Tenoch Iturbide speelde. Voor deze rol won hij samen met Gael García Bernal, die ook hier zijn tegenspeler was, in dat jaar de Marcello-Mastroianniprijs bij het Filmfestival Venetië. Sindsdien speelde hij behalve in Mexicaanse ook in Amerikaanse en in Spaanse films, samen met acteurs als Salma Hayek, Kevin Costner, Tom Hanks en Penélope Cruz. Ook bleef hij in diverse Mexicaanse telenovelas spelen.