Kościół San Lio (nazwa w języku weneckim; wł. Chiesa di San Leone IX Papa, pol. kościół św. Leona IX) – rzymskokatolicki kościół w Wenecji w dzielnicy (sestiere) Castello, dedykowany św. Leonowi. Administracyjnie należy do Patriarchatu Wenecji. Jest kościołem dekanalnym w parafii Purificazione di Maria (potocznie Santa Maria Formosa).
Z wystroju jego wnętrza wyróżnia się sufit z malowidłami Giandomenica Tiepola oraz renesansowa kaplica Gussoni z bogatą dekoracją, dzieło Pietra Lombarda i jego syna, Tullia. W kaplicy znajduje się grobowiec Canaletta.
Historia Pierwotny kościół Według tradycji pierwotny kościół został ufundowany w IX wieku przez rodzinę Badoer. Początkowo nosił wezwanie, choć krótko, Świętego Krzyża z Luprio, by następnie przyjąć wezwanie św. Katarzyny Aleksandryjskiej. Późniejsze i ostateczne dedykowanie kościoła św. Leonowi było efektem walki, którą w tamtych czasach prowadzili ze sobą patriarchowie Grado i Akwilei. W 1043 roku doża Domenico I Contarini odzyskał Grado, odbierając go Poppone, patriarsze Akwilei. Ponieważ papież Leon IX wspierał w tym konflikcie Wenecję, po zburzeniu w 1054 roku kościoła św. Katarzyny nowo zbudowaną świątynię dedykowano właśnie jemu. Pierwsza udokumentowana wzmianka o kościele pochodzi z 1108 roku.