Martha Campbell Plimpton (Nova Iorque, 16 de Novembro de 1970) é uma ex-modelo e atriz estadunidense. Participou de dois filmes com o ator River Phoenix (The Mosquito Coast e Running on Empty), com quem manteve um relacionamento amoroso.
É filha dos atores Keith Carradine e Shelley Plimpton, também é neta do ator John Carradine e sobrinha dos atores David Carradine, Robert Carradine e Bruce Carradine.