Françoise Cachin, née le dans le de Paris et morte le dans le , est une personnalité française de l'art, historienne de l'art et conservatrice de musée.
Son père, le chirurgien Charles Cachin (1907-2004), est le fils du militant communiste Marcel Cachin (1869-1958).
Sa mère, Ginette Signac (1913-1980), est la fille du peintre libertaire Paul Signac (1863-1935) et de la peintre Jeanne Selmersheim-Desgrange (1877-1958).
Elle est la demi-sœur d'Henri Cachin, journaliste à Télé 7 jours et auteur de poésies anticolonialiste sous le nom de Henri Kréa.
Elle est la nièce de la députée communiste Marcelle Hertzog-Cachin (1911-1998) et la cousine du journaliste Gilles Hertzog (La Règle du jeu). Elle compte également dans sa famille le journaliste Olivier Cachin (né en 1962).
En 1955, elle épouse Jean Weil. Elle se marie ensuite avec l'historien Pierre Nora (de 1964 à 1976), puis elle partage la vie du musicologue Georges Liébert, avec qui elle a une fille.
Françoise Cachin fait ses études à l’Institut d’art et d’archéologie sous la direction d’André Chastel. Reçue au concours de conservateur des musées de France, elle est de 1969 à 1978 conservatrice au musée national d'Art moderne, d’abord au palais de Tokyo, puis au centre Georges-Pompidou où elle dirige le service de documentation.
À partir de 1978, elle participe à la préparation du musée d'Orsay. Elle assure la direction de cet établissement dès son ouverture en 1986, jusqu'en 1994. Elle est alors nommée directrice des musées de France, sur proposition du ministre de la Culture et de la Francophonie Jacques Toubon, fonction qu'elle occupe jusqu'en 2001.
Spécialiste renommée du post-impressionnisme et notamment de l'œuvre de son grand-père Paul Signac, dont elle a publié le catalogue raisonné de l'œuvre en 2000, elle a aussi écrit des ouvrages sur Édouard Manet, Paul Gauguin et Georges Seurat. Elle a organisé et participé au catalogue de nombreuses expositions durant sa carrière comme Pissarro en 1981, Manet en 1983, Van Gogh à Paris en 1987, Gauguin en 1988, Seurat en 1991 ou encore 1893 l’Europe des peintres et Méditerranée, de Courbet à Matisse en 2001 au musée d’Orsay.