Nikolay Nikolayevich Semyonov, Semyonov je pisal tudi Semënov, (rojen 15. aprila [3. aprila, stari slog], 1896, Saratov, Rusija - umrl 25. septembra 1986, Moskva, ZSSR), sovjetski fizik, ki je leta 1956 delil Nobelovo nagrado za kemijo s Sir Cyril Hinshelwood za raziskave kemijske kinetike. Bil je drugi sovjetski državljan (po emigrantskem pisatelju Ivanu Buninu), ki je prejel Nobelovo nagrado.
Semyonov se je izobraževal v Sankt Peterburgu, diplomiral je na mestni univerzi leta 1917, leto ruske revolucije, in nekaj časa poučeval na univerzi v Tomsku v zahodni Sibiriji. Od leta 1920 do 1931 je bil povezan s fizikalnim inštitutom Leningrada AF Ioffe, leta 1928 je postal profesor na Politehničnem inštitutu v Leningradu (Sankt Peterburg). Bil je direktor Inštituta za kemijsko fiziko pri Akademiji znanosti ZSSR po letu 1931 in postal profesor na Moskovski državni univerzi leta 1944.
Tako kot Hinshelwood je tudi Semyonov izvajal raziskave mehanizma kemičnih verižnih reakcij in njihovega pomena v povezavi z eksplozijami. Semyonov je bil prvi, ki je pokazal, da so verižne reakcije norma pri kemijskih transformacijah snovi. Izdal je vplivno knjigo O nekotorыh problemov kimicheskoy kinetiki in reaktsionnoy sposobnosti (1954; Nekaj problemov kemijske kinetike in reaktivnosti).
