Carlos Marchena López (Las Cabezas de San Juan, Sevilla, España, 31 de julio de 1979), es un futbolista que juega actualmente en el Valencia CF de defensa central, aunque también puede ocupa la posición de pivote.
Formado en las categorías inferiores del Sevilla FC, desde pequeño fue llamado por su gran calidad a ser uno de los centrales importantes de la liga española.
Su debut con el primer equipo sevillista se produjo en la temporada 1997-1998, cuando apenas contaba con dieciocho años. Este debut se vio favorecido por el hecho que el equipo militaba entonces en Segunda División. Tras otra temporada notable en Segunda, en la que se asentó en el primer equipo y en la que se logró el ansiado ascenso, Marchena debutó en Primera.
La temporada del retorno del equipo de Nervión a primera no fue exitosa, ya que la grave crisis económica del club hispalense obligó a depender totalmente de los jugadores de la cantera, que, como Marchena, contaban con gran calidad pero estaban faltos de experiencia. Tras el consiguiente descenso, y como el Sevilla FC necesitaba disminuir la deuda, Marchena fue vendido al Benfica.
Tras una temporada aceptable en el club lisboeta, formó parte de un intercambio con Zlatko Zahovic y llegó al Valencia CF.
En el club ché no logra hacerse con la titularidad, ya que se encuentra por detrás de Ayala y Pellegrino en la rotación del equipo, por lo que disputa más de un partido como centrocampista defensivo. No obstante, su llegada coincide con la consecución del título de liga 30 años después por parte del Valencia CF.
Las temporadas siguientes siguen siendo exitosas, con la consecución de una nueva Liga y una Copa de la UEFA, mientras que la participación de Marchena se va haciendo más importante hasta convertirse en titular indiscutible, lo que le sirve para alcanzar la internacionalidad absoluta.
Sin embargo, en la temporada 2005-2006, el número de partidos disputados por Marchena es inferior debido a la explosión de Raúl Albiol, que se convierte, junto a Roberto Ayala, en la opción preferida por Quique Sánchez Flores, exentrenador del Valencia CF. Aun así, fue convocado merecidamente por la selección española para disputar el Mundial de Alemania 2006.
Su debut con la selección se produjo el 21 de agosto de 2002 en un partido en el que España empató 1 - 1 con Hungría en la ciudad de Budapest (Hungría).
Anteriormente había formado parte de la selección española que obtuvo la victoria en la Copa Mundial de Fútbol Juvenil de 1999 disputada en Nigeria y de la selección que obtuvo la medalla de plata en la Olimpíada de Sidney 2000.
Ha participado en las fases finales de la Eurocopa 2004 de Portugal y del Mundial de Alemania 2006.