Diane Keaton (d. 5 Ocak 1946), ABD'li sinema oyuncusu, yapımcı ve yönetmen.
Keaton, ABD'nin Kaliforniya eyaletine bağlı Los Angeles şehrinde doğdu. Oyunculuk kariyerine tiyatro sahnesinde başladı. Beyazperdeye ilk adımını 1970 yılında Lovers and Other Strangers filmi ile atan Keaton'u geniş kitlelere duyuran film, 1972 yılında Michael Corleone'nin eşi Kay Adams rolününü canlandırdığı Baba (The Godfather) filmi oldu. Ancak kariyerini şekillendiren filmler, Woody Allen'ın yönettiği ve kendisiyle başrollerini paylaştığı filmler oldu. 1972 yılında Play It Again, Sam ile başlayan bu seriyi takip ettiren Sleeper (1972) ve Love and Death (1975) filmleri, onu komedi oyuncusu kategorisine sokmaya yetti. Woody Allen ile çektiği dördüncü film olan Annie Hall (1977), ona en iyi kadın oyuncu dalında oscar ödülü kazandırdı.
Annie Hall 'da canlandırdığı karakterle anılmaktan korkan Keaton, bu filmden sonra birbirinden farklı birçok karakterlere hayat verdi. Looking for Mr. Goodbar (1977) ile drama oyunculuğundaki başarısını yeniden gösterme fırsatı buldu. Reds (1981) ve Marvin'in Odası (1996) ile Akademi Ödüllerine yeniden aday olmayı başardı. Ayrıca Gelinin Babası (1991), İlk Eşler Kulübü (1996), Aşkta Her şey Mümkün (2003) gibi popüler filmlerde de rol aldı. Keaton, oyunculuk kariyerine aktif olarak devam etmektedir.