Martina Bagnoli (Bolzano, 1964) è una storica dell'arte italiana.
Dal 2015 a gennaio 2024 è stata direttrice delle Gallerie Estensi, un museo autonomo del Ministero della Cultura italiano che comprende la Galleria Estense di Modena, la Biblioteca Estense universitaria, il Museo lapidario, il Palazzo ducale di Sassuolo e la Pinacoteca nazionale di Ferrara. In precedenza, dal 2002 al 2015, Bagnoli è stata curatrice di arte medievale per il Walters Art Museum nel Maryland, negli Stati Uniti. Da febbraio 2024 dirige l'Accademia Carrara di Bergamo.