Letizia Paternoster (Cles, 22 de julho de 1999) é uma desportista italiana que compete em ciclismo nas modalidades de pista e estrada.
Ganhou três medalhas no Campeonato Mundial de Ciclismo em Pista, nos anos 2018 e 2019, e quatro medalhas no Campeonato Europeu de Ciclismo em Pista entre os anos 2017 e 2019. Nos Jogos Europeus de 2019 obteve uma medalha de ouro na prova de perseguição por equipas.
Em estrada obteve duas medalhas no Campeonato Europeu de Ciclismo em Estrada, ouro em 2019 e bronze em 2018, ambas na prova de rota feminina sub-23.