Natrona County är ett administrativt område i delstaten Wyoming, USA. År 2010 hade countyt 75 450 invånare, vilket gör det till det näst folkrikaste i delstaten. Den administrativa huvudorten (county seat) är Casper. Casper är Wyomings näst största stad och större delen av countyts befolkning är bosatt i Casper med förorter.
I mitten av 1800-talet gick nybyggarleden Oregon Trail längs North Platte River och vidare västerut här. De första nybyggarna i regionen slog sig ner omkring Casper i slutet av 1800-talet. Natrona County skapades ur en del av Carbon County genom beslut av Wyomingterritoriets legislatur 1888, och konstituerades 1890. Namnet Natrona County togs från fyndigheterna av natriumvätekarbonat som finns i området. Från slutet av 1800-talet och framåt blev Casper centrum för Wyomings oljeindustri, och stora oljefält etablerades i området.
Natrona County övertog ett större landområde från Fremont County 1909. Mindre gränsjusteringar gjordes 1911 och 1931. Sedan 1931 har countyt sina nuvarande gränser.