Η Μέδουσα στην ελληνική μυθολογία αναφέρεται ως μία από τις τρεις Γοργόνες. Από τις τρεις αυτές αδελφές η Μέδουσα ήταν η θνητή. Το άλλο της όνομα ήταν Γοργώ, που σημαίνει άγρια ματιά.
Κόρη του Φόρκυ ή Φορκέα και της Κητούς, αδελφή των Γοργόνων Σθενώ και Ευρυάλη, και των Γραιών Δεινώ, Ενυώ και Πεφρηδώ, ήταν στην αρχή Κενταύρισσα.
Κατά μια εκδοχή ήταν τόσο όμορφη που ο Ποσειδώνας ήθελε να ενωθεί μαζί της. Μεταμορφωμένος σε άλογο βρέθηκε σε επαφή μαζί της, στον ιερό χώρο της Αθηνάς. Η θεά, εξοργισμένη με το γεγονός, δεν μπορούσε να έρθει σε ρήξη με τον Ποσειδώνα και έτσι ξέσπασε πάνω στη Μέδουσα. Την μεταμόρφωσε σε απεχθές τέρας, που αντί για μαλλιά είχε φίδια. Η ασχήμια της ήταν τέτοια, που όποιος την κοιτούσε στο πρόσωπο πέτρωνε.
Τελικά τη σκότωσε ο Περσέας, με την βοήθεια της Αθηνάς. Το κεφάλι της, το περίφημο «Γοργόνειο», το παρέλαβε η θεά από τον ήρωα και το επέθεσε στην ασπίδα της, επειδή το κεφάλι της, ακόμη και νεκρό, πέτρωνε όποιον το κοίταζε.
Ο αστεροειδής 149 Μέδουσα (149 Medusa), που ανακαλύφθηκε το 1875, πήρε το όνομά του από τη μυθική αυτή μορφή.