Dorotea Sofía de Neoburgo (Neoburgo, 5 de julio 1670 - Parma, 15 de septiembre 1748), fue una noble alemana, princesa de Neoburgo y duquesa de Parma.
Fue hija de Felipe Guillermo de Neoburgo y de Isabel Amalia de Hesse-Darmstadt. En 1690, se casó con Eduardo II Farnesio, hijo de Renato II Farnesio. Su matrimonio apenas duró tres años, ya que Eduardo falleció el 6 de septiembre 1693. En diciembre de 1695, Dorotea Sofía se casó con Francisco Farnesio, hermano de su primer marido. Este matrimonio no tuvo descendencia y Francisco murió el 26 de mayo de 1727. El ducado de Parma pasó entonces a Antonio Farnesio y, al fallecer este sin hijos el 20 de enero de 1731, acabó en manos de quien sería más tarde Carlos III de España, hijo de Isabel de Farnesio y nieto de Dorotea Sofía.
Descendencia
Desde su matrimonio hasta el fallecimiento de Eduardo II Farnesio, nacieron dos hijos:
Alejandro Ignacio Farnesio (6 de diciembre de 1691 - 5 de agosto de 1693);
Isabel Farnesio (25 de octubre de 1692 - 11 de julio de 1766), quien en el año de 1714 se casó con Felipe V de España.