Masatoshi Koshiba (jap. 小柴昌俊, Koshiba Masatoshi^?, ur. 19 września 1926 w Toyohashi, w prefekturze Aichi) – japoński fizyk, laureat Nagrody Nobla z fizyki w 2002.

Ukończył Uniwersytet Tokijski w 1951, od 1970 był wieloletnim profesorem tej uczelni. Doktorat obronił w 1955 na Uniwersytecie Rochester w stanie Nowy Jork. Na Uniwersytecie Tokijskim pracował w Międzynarodowym Centrum Fizyki Cząstek Elementarnych.

Opracował detektory neutrin Kamiokande i SuperKamiokande. W 2002 otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki, wspólnie z amerykańskim badaczem Raymondem Davisem. Uhonorowano ich za prace nad detekcją kosmicznych neutrin. Koshiba i Davis otrzymali wspólnie połowę nagrody, druga połowa przypadła Riccardo Giacconiemu.

Został odznaczony m.in. japońskim Orderem Kultury.