Elizabeth Mitchell, geboren als Elizabeth Joanna Robertson, (Los Angeles, 27 maart 1970) is een Amerikaanse actrice.
Mitchell werd geboren in Los Angeles, en verhuisde als baby naar Dallas in Texas. Daar groeide ze op in een gezin met drie zussen, waarvan zij de oudste is. Haar middelbareschoolperiode bracht ze door op de Booker T. Washington High School for the Performing and Visual Arts, een school die veel artiesten (onder andere Erykah Badu en Norah Jones) voortbracht. In 1991 studeerde ze af aan Stephens College. In de jaren 90 was ze vooral op het toneel te zien, ze werkte voor het Dallas Theatre Center en voor Encore Company. 1998 betekende haar doorbraak toen ze een van de hoofdrollen mocht spelen in de televisiefilm Gia met Angelina Jolie.
Na rolletjes in de televisieseries JAG, Significant Others, Time of Your Life, CSI: Crime Scene Investigation, Boston Legal, ER en House M.D. gehad te hebben werd ze in 2006 wereldwijd bekend door de vertolking van de rol van Juliet Burke in de serie Lost.