Natalja Nikołajewna Iljina (ros. Наталья Николаевна Ильина, ur. 3 czerwca 1985 w Czeboksarach) – rosyjska biegaczka narciarska, trzykrotna medalistka mistrzostw świata juniorów oraz złota medalistka uniwersjady.
Kariera Zadebiutowała 15 listopada w Kirowsku w Pucharze Kontynentalnym. Tam w biegu na 5 km stylem dowolnym zajęła 24. miejsce. Następnie pojawiła się na mistrzostwach świata juniorów w Strynie, gdzie zajęła 6. miejsce w biegu na 5 km stylem dowolnym, a wspólnie z Walentyną Nowikową, Anną Sliepową i z Iriną Chazową zdobyła złoto w sztafecie 4x5 km. Niecały rok później wystartowała na uniwersjadzie w Innsbrucku plasując się poza czołową dziesiątką. Kolejny medal zdobyła na mistrzostwach świata juniorów w Rovaniemi, gdzie w swoim jedynym starcie, biegu na 5 km stylem dowolnym zdobyła złoty medal. W 2006 roku pojechała na mistrzostwach świata młodzieżowców w Kranju, jednak nie stanęła na podium. Także w 2006 roku zadebiutowała w Pucharze Świata, zajmując 34. miejsce w sprincie w Oberstdorfie. Rok później zadebiutowała w seniorskich mistrzostwach Rosji, zajmując między innymi dwudzieste miejsce w sprincie klasykiem. Startowała także na mistrzostwach świata młodzieżowców w Tarvisio w 2007 roku, gdzie jej najlepszym wynikiem było czwarte miejsce w sprincie techniką klasyczną.