Nina Thysk Sørensen (født 6. marts1981) er en tidligere dansk atlet, som stillede op for AGF og hovedsagligt begik sig i langdistanceløbene.
I 2002 fik Sørensen for alvor markeret sig i den danske atletikverden som et af de største talenter. Senere skulle det dog vise sig, at hun var et meget hyppigt offer for skader.
Imellem de mange skader fik hun leveret gode præstationer, og i 2006 blev hun dansk mester på både halvmaraton og 10 km i hhv. 1.14.31 time og 34.21 min, disse blev således også hendes eneste danske seniormesterskaber.