科西莫一世·德·美第奇 （意大利语：Cosimo I de' Medici，1519年6月12日－1574年4月21日）1537至1574年担任佛罗伦萨公爵，并在1569年担任第一代托斯卡纳大公。他灵巧而坚定的策略使邦国独立壮大（免为西班牙的傀儡），成为16世纪欧洲最能干的统治者之一。
科西莫生于佛罗伦萨。他的父亲是黑条乔凡尼（英语：Giovanni dalle Bande Nere）（1498－1526），是当时最为人所知的雇佣兵之一（也是美第奇家族第一位雇佣兵队长），他率兵勇敢的对抗查理五世的军队，被尊为国民英雄；母亲是玛丽亚·萨尔维亚提（英语：Maria Salviati）（1499-1543年，雅可波·萨尔维亚提与卢克蕾齐亚·迪·罗伦佐·德·美第奇之女）。
1537年，公爵亚历山德罗·德·美第奇被暗杀，而公爵只有一个四岁的私生子，在城市显贵们的推举及母亲玛丽亚的运作下，17岁的科西莫继承了爵位。科西莫出自于美第奇家族的旁支，在佛罗伦萨毫无声望可言：但是因为他的年龄，许多佛罗伦萨有影响的大人物看中了他，希望能扶植他做傀儡。但是科西莫马上就证明了他的意志坚强、精明并且野心勃勃，他拒绝把权力交给一个代理委员会。
当佛罗伦萨的流放犯听说了亚历山德罗的死讯，他们开始集结力量，并得到了法国和佛罗伦萨的敌对势力的支持。在此期间，科西莫有了一个私生女比亚（1537 - 1542），并请布龙齐诺为她绘制了肖像画。
1537年7月底，叛军在佛罗伦萨人萨尔维亚蒂和斯特罗的带领下向托斯卡纳进军。当科西莫听到叛军到达的消息，他派亚历山德罗·维特利率领精良的部队去迎战。叛军被击败，科西莫迎来了自己人生第一次的胜利，他把俘虏都砍了头。
1537年6月，查理五世承认科西莫为佛罗伦萨的领导，条件是佛罗伦萨要在意大利战争中支持哈布斯堡皇帝对抗法国。从此后美第奇家族一直统治着佛罗伦萨，直到家族的最后一位大公吉安·加斯托内·德·美第奇（1671年-1737年）。
接着，科西莫的目光转向了锡耶纳共和国。在皇帝的支持下，他击败了对手。在15个月的围城后，1555年4月17日，城市陷落，城里的居民从原来的4万减少到8千。1559年，科西莫兼并了锡耶纳、大大拓展了疆土，又在1561年创立圣史蒂芬骑士团，抬升了君主的荣耀及威望。1569年他设立了托斯卡纳大公的头衔。
科西莫是一个专制统治者，他在自己的领地内课以重税，同时却又对赞助艺术毫不吝啬。他花了很多钱去发展佛罗伦萨的海军以及建造军事堡垒，成功让外国军队（指西班牙军）不再频繁通过佛罗伦斯、提升国家的自主和尊严，并将海军投入1571年的勒班陀海战而成为获胜方（加入西班牙对抗土耳其），再次提升托斯卡纳的国际地位。因为他捐献了很多金钱给查理五世，皇帝特别允许托斯卡纳保留独立性，这在意大利各邦普遍成为西班牙傀儡的情况下，实为异数。同时科西莫也是一个独裁主义者：因为担心有人会被谋害，他雇佣了很多的瑞士雇佣兵。
在他生命的最后10年里，因为2个儿子生疟疾死去，科西莫传位给儿子弗朗切斯科一世，自己在远离佛罗伦萨的别墅中安度晚年，而身心饱受半身不遂与丧失老婆儿子的痛苦折磨。
科西莫用智慧和正义将国家治理地井井有条，譬如他鼓励平民当面向他诉说冤情、亲自裁决，为人民伸张正义。而本人虽然专制，也只有在“国家最高利益”危及之时才使用独断专行的统治方式，正常情况则维持共和国过去的寡头体制，由一个最高军政长官和九位德高望重的显贵长者组成执政团（任期两个月），以及36人议会和90人大议会（议员任期皆半年）共同治理国政，很大程度尊重了过去荣耀、自信的共和传统。
大公也严加保障人民的公共安全，鞭策警察和小吏奉公尽职，并对宗教严加监管，既抗拒新教教士与势力的渗透，也成功挡住了教宗和西班牙代表的天主教激进力量干预本国的教会事务，譬如派官员监管罗马宗教裁判所在本国的审判，避免反宗教改革的高压力量扼杀了文艺复兴在佛罗伦斯的活力。在财经方面，科西莫清除债务、重建良好的财政体系，修建渠道、疏干沼泽地，改善里窝那和波托费拉约港的运输和海防，帮助比萨脱离萧条的经济并重新繁荣；但他最大的功绩，是首都佛罗伦斯的都市改建与美化成果。
他的成就里面也包括创立了乌菲兹美术馆，本来只是为了能安置政府工作人员，现在却已成了世界著名的美术馆。他也为美第奇家族建造了皮蒂宫，在皮蒂宫的背后又建造了华丽的波波里庭院。他是著名的艺术赞助者，曾赞助过包括有瓦萨里、切利尼、蓬托莫（Pontormo）、布龙齐诺，设计师巴尔达萨雷·兰昔（Baldassarre Lanci），历史学家斯皮翁·阿米雷托（Scipione Ammirato）、贝尼铁托·瓦尔奇（Benedetto Varchi）。
1598年詹波隆那制作了一个巨型的科西莫一世骑马像，直到现在还矗立在佛罗伦萨主要的广场领主广场上。
科西莫也热衷于炼金术，这种激情遗传自他的祖母卡特琳娜·斯福尔扎。
1539年，科西莫和那不勒斯总督之女托莱多的埃利诺拉（1522年－1562年）结婚。她为美第奇家族带来了皮蒂宫以及七个儿子，这样就保证了家族的血统得以延续。1562年，在比萨旅行期间，她和两个儿子因为感染疟疾一起死去。
科西莫的子女有：
1570年，他娶了第二任妻子卡米拉·马尔泰利（1574年去世） 有一个孩子：
他的情妇也给他生了2个孩子，其中乔凡尼被授予继承权。
在婚前，科西莫还有一个叫比亚的私生女。
