Karolína Muchová (* 21. srpna 1996 v Olomouci) je profesionální tenistka. Na kurtech hlavních soutěží debutovala v roce 2013, do světového grandslamu se zapojila poprvé v roce 2019. Nejvýše se probojovala na French Open v roce 2023, kdy skončila ve finále.
Pochází ze sportovní rodiny, jejím otcem je fotbalový trenér a bývalý fotbalista Josef Mucha, její bratr Filip Mucha je fotbalový brankář.