Kathleen Baker (Winston-Salem, 28 februari 1997) is een Amerikaanse zwemster. Ze vertegenwoordigde haar vaderland op de Olympische Zomerspelen 2016 in Rio de Janeiro.
Bij haar internationale debuut, op de Pan-Pacifische kampioenschappen zwemmen 2014 in Gold Coast, eindigde Baker als negende op de 100 meter rugslag. Daarnaast strandde ze in de series van de 200 meter rugslag en de 200 meter wisselslag. Op de wereldkampioenschappen kortebaanzwemmen 2014 in Doha eindigde de Amerikaanse als zesde op de 100 meter rugslag, op de 200 meter rugslag werd ze uitgeschakeld in de series. Op de 4x50 meter vrije slag zwom ze samen met Abbey Weitzeil, Amy Bilquist en Amanda Weir in de series, in de finale sleepten Weitzeil en Bilquist samen met Natalie Coughlin en Madison Kennedy de zilveren medaille in de wacht. Samen met Shannon Vreeland, Katie Drabot en Elizabeth Beisel eindigde ze als vijfde op de 4x200 meter vrije slag. Op de 4x100 meter wisselslag strandde ze samen met Caitlin Leverenz, Claire Donahue en Amanda Weir in de series. Voor haar aandeel in de series van de 4x50 meter vrije slag werd Baker beloond met de zilveren medaille.