อาร์ชดัชเชสโซฟีแห่งออสเตรีย (อังกฤษ: Archduchess Sophie of Austria, เยอรมัน: Erzherzogin Sophie von Österreich) (พระนามเต็ม: โซฟี เฟรเดอริคเก้ โดโรเธีย มาเรีย โจเซฟ่า, Sophie Friederike Dorothea Maria Josepha von Habsburg-Lothringen) เป็นพระราชธิดาพระองค์แรกในสมเด็จพระจักรพรรดิฟรานซ์ โจเซฟที่ 1 และสมเด็จพระจักรพรรดินีเอลิซาเบธแห่งออสเตรียพระองค์ประสูติเมื่อวันที่ 5 มีนาคม พ.ศ. 2398 ณ กรุงเวียนนา ประเทศออสเตรีย พระองค์ทรงได้รับพระราชทานพระนามจากสมเด็จพระราชอัยกีของพระองค์ อาร์ชดัชเชสโซฟี เมื่อปีพ.ศ. 2400 สมเด็จพระจักรพรรดิ และสมเด็จพระจักรพรรดินีเสด็จพระราชดำเนินไปยังกรุงบูดาเปสต์ ประเทศฮังการี โดยทรงพาพระองค์ และอาร์ชดัชเชสกิเซล่า พระขนิษฐาเสด็จพระราชดำเนินด้วย โดยระหว่างการเสด็จพระราชดำเนิน พระองค์และพระขนิษฐามีพระอาการประชวรด้วยพระกระยาหารเป็นพิษ และพระนาภีเสีย พระอาการของอาร์ชดัชเชสกิเซล่า พระขนิษฐาทรงดีขึ้น แต่พระองค์มีพระอาการประชวรร้ายแรงขึ้น ทำให้สิ้นพระชนม์เมื่อวันที่ 29 พฤษภาคม พ.ศ. 2400 โดยรวมพระชันษาได้เพียง 2 ชันษา แต่หลังจากสิ้นพระชนม์แล้ว มีการสันนิษฐานว่าพระองค์ไม่ได้ทรงสิ้นพระชนม์ด้วยโรคพระกระยาหารเป็นพิษ และพระนาภีเสีย หากแต่เป็นโรคไข้รากสาดใหญ่ ซึ่งร้ายแรงมากในช่วงนั้น