McDonald, 25, var på överföringslistan på Sixfields och har kommit överens om ett tvåårigt kontrakt med Sky Blues.
Han är Coventrys tredje signering efter nedflyttningen från League One, efter anfallaren Marc McNulty och mittfältaren Michael Doyle.
"Han är en snabb, stark och aggressiv center-halva, som också kan läsa spelet bra," chefen Mark Robins sade.
Liverpool-födde McDonald började sin karriär på Manchester Citys akademi innan han gick med i ungdomsprogrammet på Stoke City.
Han gick senare vidare till Oldham, Colwyn Bay, Nantwich, Hereford United och AFC Telford United, gå Northampton 2015 och göra 37 framträdanden för Cobblers.
Hitta alla de senaste fotbollsöverföringarna på vår dedikerade sida.
Coventry City har undertecknat centret tillbaka Rod McDonald från Northampton för en oanmäld avgift.