Anna Cathrine af Brandenburg (26. juli 1575 i Wolmarstädt – 29. marts 1612 i København) var en dansk dronning. Hun var datter af markgreve Joachim Frederik af Brandenburg, senere kurfyrste af Brandenburg, samt Cathrine af Küstrin.
Anna Cathrine blev gift med Christian 4. i 1597. Den unge konge havde forinden brylluppet været på rejser, blandt andet til Magdeburg, og kunne her have set markgrevens datter.
Hun fødte 6 børn:
Frederik, født 15. august 1599, død 9. september 1599.
Christian, født 10. april 1603, som var udvalgt til at efterfølge sin far, men døde 2. juni 1647.
Sophie, født 4. januar 1605, død 7. september 1605.
Elisabeth, født 16. marts 1606, død 24. oktober 1608.
Frederik, født i 1609, efterfulgte sin far som konge, kendt som Frederik 3..
Ulrik, født 2. februar 1611, død 11. august 1633. Blev myrdet i Schlesien
Eftertiden har ikke meget kendskab til Anna Cathrine. Hun har næppe gjort forsøg på politisk indflydelse. Hun må have kendt til sin ægtefælles udenoms ægteskabelige forhold, eksempelvis fødte hendes kammerpige, Kirsten Madsdatter en søn, Christian Ulrik Gyldenløve, samme år hun fødte sønnen Ulrik – ja, faktisk dagen efter.
På sit dødsleje lod hun magister Oluf Jensen Kock give sig sakramentet. På den tid var biskop Hans Poulsen Resen, kongens foretrukne. Samme Oluf Jensen Kock blev senere udvist af landet på grund af sin lære om calvinisme.
Anna Cathrine blev efter sin død begravet i Roskilde Domkirke
Anna Cathrine af Brandenburg