Carole Caldwell-Graebner (Pittsburgh, 24 juni 1943 – New York, 19 november 2008) was een tennisspeelster uit de Verenigde Staten van Amerika. Op 11 juli 1964 trouwde zij met de Amerikaanse tennisser Clark Graebner.
Caldwell-Graebner stond in de Amerikaanse enkelspel top-10 van 1961 tot en met 1965.[1] Bij het dubbelspel stond zij eerste in 1963. Samen met Nancy Richey won zij enkele dubbelspeltitels, waaronder het US Open (1965) en het Australian Open (1966). In 1964 verloor zij van Maria Bueno de enkelspelfinale van het US Open.
Vier keer (1964, 1965, 1967 en 1971) nam Caldwell-Graebner deel aan het Amerikaanse Wightman Cup-team.
Na haar actieve tenniscarrière was zij commentator voor de radio en televisie, en werkte zij voor het tijdschrift Tennis Week. Ook was zij voorzitter van het Fed Cup-comité en vicevoorzitter van het Wightman Cup-comité.
Graebner stierf op 65-jarige leeftijd in New York aan de gevolgen van kanker.