사토 나오타케(일본어: 佐藤 尚武, 1882년 10월 30일 ~ 1971년 12월 18일)는 일본의 외교관이자 정치인이다. 오사카부 출신으로, 히로사키번 사족이자 오키나와현 경찰부장을 지낸 다나카 곤로쿠(田中坤六)의 차남으로 태어났다. 1904년 도쿄고등상업학교(현 히토쓰바시 대학) 전과를 졸업하고, 1905년 외교관 및 영사관 시험에 합격하여 외무성에 입성하였다.
외교관으로서 하얼빈 총영사, 국제연맹 사무국장, 1929년 런던 해군 군축 조약 사무총장, 1930년 주벨기에 특명 전권대사, 1933년 주프랑스 특명 전권대사 등을 역임하였다. 1937년 하야시 센주로 내각에서 외무대신을 지냈으며, 제국 의회에서 전쟁 회피를 주장한 것으로 알려져 있다. 이후 1938년 외무성 외교 고문, 1940년 주이탈리아 특명 전권대사를 지냈다.
1942년, 당시 외무대신이던 도고 시게노리의 요청으로 주소비에트 연방 특명 전권대사에 임명되었다. 이는 일본의 전세가 악화되는 가운데 일소 중립 조약을 체결했던 소비에트 연방의 중개를 통해 연합국과의 평화를 모색하기 위한 임무로 간주되었다. 그러나 사토는 전쟁의 대세가 이미 결정된 이상 소비에트 연방이 중개역에 설 가능성이 적다고 판단하였고, 조기 종전을 촉구하는 기밀 전보를 도쿄로 송신하였다. 1945년 8월 8일, 크렘린에서 소비에트 연방 외무장관 뱌체슬라프 몰로토프로부터 대일 선전포고를 통보받았다.
제2차 세계 대전 종전 후에는 참의원 의원에 당선되었으며, 1949년부터 1953년까지 참의원 의장을 지냈다. 1971년 12월 18일에 사망하였다.