Thorkild I.A. Sørensen er en dansk læge og professor. Sørensen virkede fra 1985 som overlæge i intern medicin og leversygdomme ved Københavns Hospitalsvæsen, indtil han i 1994 blev leder af Institut for Sygdomsforebyggelse på Kommunehospitalet og professor i klinisk epidemiologi ved Københavns Universitet. Han har øvet en stor forskningsindsats inden for epidemiologi, herunder studier af hyppige tilstande som fedme og alkoholrelateret sygdom mhp. deres forekomst, årsager, konsekvenser, forebyggelse og behandling. Han har desuden medvirket til styrkelsen af uddannelse og forskning i folkesundhed.