卡泰丽娜·德·美第奇（意大利语：Caterina di Ferdinando de' Medici；1593年5月2日-1629年4月17日），曼图亚公爵费迪南多·贡扎加之妻。

卡泰丽娜是托斯卡纳大公费迪南多一世·德·美第奇与妻子克里斯蒂娜·德·洛林的女儿，克里斯蒂娜是洛林公爵夏尔三世·德·洛林与法国公主克洛德的女儿，法国国王亨利二世与凯瑟琳·德·美第奇的外孙女。

1612年，她的哥哥科西莫二世·德·美第奇开始与英国国王詹姆斯一世进行婚姻谈判，将她嫁给威尔士亲王亨利·弗雷德里克·斯图亚特。詹姆斯国王是赞成这门婚事的，科西莫已经把嫁妆定在了100万斯库迪，并且已经商量好了庆祝活动的组织事宜，这时教皇的禁令从罗马传来：亨利其实是新教圣公会教徒，卡泰丽娜是天主教公主。一切似乎都失去了意义，但科西莫并没有放弃，他派自己的叔叔乔瓦尼·德·美第奇前往罗马向教皇保罗五世求情；随后，萨伏依、西班牙和法国王后玛丽·德·美第奇（卡泰丽娜的堂姐）也纷纷出面，向英国王子献上自己的公主。所有的人都和卡泰丽娜和她的哥哥科西莫一样失望，因为亨利·弗雷德里克·斯图亚特在1612年11月突然去世，解决了这件事。

这次婚姻谈判失败后，卡泰丽娜于1617年被赐婚给曼图亚公爵费迪南多·贡扎加。这是一段不幸的婚姻，公爵是个放荡的人，因为这个病，卡泰丽娜怀孕了两次，但两次都失去了孩子；最后她很快就守了寡。

在宗教的推动下，她退居到乌尔苏林修道院，然而，她被她的侄子费迪南多二世·德·美第奇大公召回，他在1627年委托她管理锡耶纳。而正是在锡耶纳，她患上了天花，1629年4月17日去世。

她被安葬在佛罗伦萨的美第奇教堂。