Luisa Diana de Orleans (en francés, Louise-Diane d'Orléans; París, 27 de junio de 1716-Issy-les-Moulineaux, 26 de septiembre de 1736) fue hija de Felipe II de Orleans, duque de Orleans y regente de Francia, y de su esposa, Francisca María de Borbón, hija natural y legitimada del rey Luis XIV de Francia.
Luisa Diana fue la última hija de sus padres y en su juventud se la conocía como Mademoiselle de Chartres. Sus abuelos paternos eran el duque Felipe I de Orleans y la princesa Isabel Carlota del Palatinado. Sus abuelos maternos eran el rey Luis XIV de Francia y su amante, Madame de Montespan. Su nacimiento no fue recibido con mucha alegría. Sobre esto, su abuela Liselotte, escribió:
En el momento en que concluí mi carta a la princesa de Gales, llegaron a anunciarme que Madame de Orleans estaba en trabajo de parto. Eran sólo las once, cuando mi carro estuvo listo, y en menos de un cuarto de hora entré a la antecámara, y se me dijo en voz baja: «Su Alteza Real está asegurada y acostada en la cama hace una hora.» Pero esto fue dicho en un tono tan triste que no me cabe duda de que Madame de Orleans había traído al mundo a una séptima hija, y por desgracia eso fue lo que había sucedido.
Se casó con su primo, el príncipe Luis Francisco I de Borbón-Conti, y tras dos años de matrimonio dio a luz a dos hijos:
Luis Francisco II (1 de septiembre de 1734-13 de marzo de 1814), príncipe de Conti. Se casó con su prima, María Fortunata de Este.
Un hijo (26 de septiembre de 1736).
Falleció en el año 1736, tras su segundo parto, y pocos días después murió también el recién nacido. Su viudo no se volvió a casar.