Nikolaj Nikolajevev Semyonov, Semyonov tiež napísal Semënov (narodený 15. apríla [3. apríla, starý štýl], 1896, Saratov, Rusko - zomrel 25. septembra 1986, Moskva, ZSSR), sovietsky fyzik, ktorý zdieľal Nobelovu cenu za chémiu v roku 1956 Sir Cyril Hinshelwood pre výskum v oblasti chemickej kinetiky. Bol druhým sovietskym občanom (po emigrantovi Ivanovi Buninovi), ktorý získal Nobelovu cenu.
Semyonov bol vzdelaný v Petrohrade, promoval na mestskej univerzite v roku 1917, roku Ruskej revolúcie, a istý čas vyučoval na univerzite v Tomsku v západnej Sibíri. Od roku 1920 do roku 1931 pôsobil v Leningradskom fyzikálnomtechnologickom ústave Ioffe v Iinze, v roku 1928 sa stal profesorom Leningradského (Petrohradského) polytechnického inštitútu. Po roku 1931 bol riaditeľom Ústavu chemickej fyziky Akadémie vied ZSSR. v roku 1944 sa stal profesorom na Moskovskej štátnej univerzite.
Podobne ako Hinshelwood aj Semyonov uskutočnil výskum mechanizmu chemických reťazových reakcií a ich význam vo vzťahu k výbuchom. Semyonov ako prvý ukázal, že reťazové reakcie sú normou pri chemických premenách hmoty. Publikoval vplyvnú knihu O nekotorykh problemakh khimicheskoy kinetiki i reaktsionnoy sposobnosti (1954; Niektoré problémy chemickej kinetiky a reaktivity).
