Walter Charleton (helmikuu 1619 - huhtikuu 1707) oli englantilainen lääkäri, kirjailija ja filosofi.
Charleton opiskeli Magdalen Hallissa Oxfordin yliopistossa. Hänestä tuli Kaarle I:n ja Kaarle II:n lääkäri ja merkittävä Royal Societyn varhainen jäsen.
Lääkärinä Charleton kirjoitti fysiologiasta. Lisäksi hän kirjoitti muun muassa teologiasta ja luonnonhistoriasta. Charleton oli ensimmäisiä uusepikurolaisia Pierre Gassendin jalanjäljissä. Hän julkaisi selvästi Gassendin vaikutuksesta useita epikurolaisuutta, atomismia ja ateismia käsitelleitä teoksia, ja oli merkittävä epikurolaisten ajatusten levittäjä Englannissa.
Ornitologina Charleton tutki Kaarle II:n aviaarion lintuja, ja päätyi jakamaan linnut kahteen pääluokkaan: maalintuihin ja vesilintuihin. Maalinnut hän luokitteli joko petolinnuiksi, kuten kotkat, käet, tai emut; siemenpedoiksi eli siemensyöjiksi jaettuina niihin, jotka kylpevät tomussa (kanat, hanhet), tai tomussa ja vedessä (kuten kyyhkyt ja varpuset); laululintuihin (kuten kiurut ja peipot); marjansyöjiin (kuten mustarastaat ja kottaraiset); ja lopuksi hyönteissyöjiin, jotka jakaantuvat niihin, jotka eivät laula (kuten tikat tai pähkinänakkelit) ja laululintuihin (kuten tiaiset ja satakielet). Vesilinnut luokiteltiin joko räpyläjalkaisiin tai petoeläimiin (fissipedia). Jälkimmäinen luokka jaettiin vielä kolmeen osaan, kalansyöjiin (kuten haikarat tai kattohaikarat), hyönteissyöjiin (kuten rantakanat tai metsäkanalinnut) ja kasvinsyöjiin, kuten kurjet. Charletonin luokittelu unohtui nopeasti John Rayn ja Francis Willughbyn julkaistua teoksensa Ornithologia libri tres.
