Nikolai Nikolajevitš Semjonov, Semjonov kirjutas ka Semënovi (sündinud 15. aprillil [3. aprillil vanas stiilis], 1896, Saratov, Venemaa - suri 25. september 1986, Moskva, NSVL), Nõukogude füüsik-keemik, kes jagas 1956. aastal Nobeli keemiapreemiat Sir Cyril Hinshelwood keemilise kineetika uurimiseks. Ta oli teine Nõukogude kodanik (pärast emigrandikirjutaja Ivan Bunini), kes sai Nobeli preemia.
Semjonov sai hariduse Peterburis, lõpetades linna ülikooli 1917. aastal, Vene revolutsiooni aastal, ning õpetas mõnda aega Tomski ülikoolis Lääne-Siberis. Seotud Leningradi AF Ioffe Füüsikalise Tehnikainstituudiga aastatel 1920–1931, sai temast 1928. aastal Leningradi (Peterburi) Polütehnilise Instituudi professor. Ta oli pärast 1931. aastat NSVL Teaduste Akadeemia Keemilise Füüsika Instituudi direktor ja sai 1944. aastal Moskva Riikliku Ülikooli professoriks.
Nagu Hinshelwood, viis Semyonov läbi uurimist keemiliste ahelreaktsioonide mehhanismide ja nende tähtsuse kohta seoses plahvatustega. Semjonov näitas esimesena, et ahela reaktsioonid on mateeria keemiliste muutuste norm. Ta avaldas mõjuka raamatu O nekotorykh problemakh khimicheskoy kinetiki i reaktsionnoy sposobnosti (1954; Mõned probleemid keemilises kineetikas ja reaktiivsuses).
