Kathryn Thornton (ur. 17 sierpnia 1952 w Montgomery w Alabamie) – amerykańska fizyk i astronautka.
Życiorys W 1970 ukończyła szkołę w Montgomery, a w 1974 studia fizyczne na Auburn University, w 1977 uzyskała magisterium z fizyki, a w 1979 doktorat z filozofii na University of Virginia. W 1980 przeniosła się do Charlottesville w Wirginii, gdzie została zatrudniona w U.S. Army Foreign Science and Technology Center. 23 maja 1984 została wybrana przez NASA kandydatką na astronautkę, w lipcu 1985 zakwalifikowała się jako astronautka. Przeszła szkolenie na specjalistę misji. Od 23 do 28 listopada 1989 uczestniczyła w misji STS-33 trwającej 5 dni i 6 minut. Start nastąpił z Centrum Kosmicznego im. Johna F. Kennedy’ego na Florydzie, a lądowanie w Edwards Air Force Base w Kalifornii. Umieszczono na orbicie satelitę podsłuchu elektronicznego Magnum.