Natalie Anne Coughlin (Vallejo (Californië), 23 augustus 1982) is een Amerikaans zwemster die namens de Verenigde Staten deelnam aan de Olympische Zomerspelen van Athene, Peking en Londen. Ze won op deze drie Spelen in totaal twaalf medailles en is de eerste vrouw die tweemaal achtereen een gouden medaille won op de 100 meter rugslag, daarnaast was ze de eerste Amerikaanse vrouw die zes medailles op één Spelen wist te veroveren.
Bij haar internationale debuut, op de Pan Pacific kampioenschappen zwemmen 1999 in Sydney, werd Coughlin uitgeschakeld in de halve finales van de 200 meter wisselslag.
Tijdens de Wereldkampioenschappen zwemmen 2001 in Fukuoka veroverde de Amerikaanse de wereldtitel op de 100 meter rugslag en de bronzen medaille op de 50 meter rugslag, op de 50 meter vlinderslag eindigde ze op de vierde plaats. Samen met Megan Quann, Mary DeScenza en Erin Phenix legde ze beslag op de zilveren medaille op de 4x100 meter wisselslag.