Катари́на (Ка́ти) Ви́льхельм (нем. Katarina (Kati) Wilhelm; 2 августа 1976, Шмалькальден, Тюрингия, ГДР) — немецкая биатлонистка. Единственная в истории обладательница трёх золотых олимпийских наград в биатлоне.
Начинала как лыжница, выступала на Олимпийских играх в Нагано в 1998 году, где заняла 16-е место в 30-километровой гонке и 7-е место в эстафете. В 1999 году перешла в биатлон.
Кати стала обладательницей Кубка мира по биатлону в 2006 году, кроме того, в 2005 и 2007 она занимала вторые места. В общей сложности ей одержано 16 побед на этапах Кубка мира.
В средствах массовой информации Вильхельм иногда называют Красной Шапочкой (нем. Rotkäppchen) за рыжий цвет волос и красную шапку, которую та часто носит на соревнованиях.
Имеет воинское звание гауптфельдфебеля Бундесвера.
Победитель общего зачета кубка мира в сезоне 2005-2006 г.
Обладательницы Кубка мира по биатлону (женщины)
Олимпийские чемпионки в спринте по биатлону
Олимпийские чемпионки в эстафете по биатлону
Олимпийские чемпионки в гонке преследования по биатлону