Nikolay Nikolayevich Semyonov, Semyonov juga dieja Semënov, (lahir 15 April [3 April, Gaya Lama], 1896, Saratov, Rusia — meninggal pada 25 September 1986, Moskow, Uni Soviet), ahli kimia fisik Soviet yang berbagi Hadiah Nobel untuk Kimia tahun 1956 dengan Sir Cyril Hinshelwood untuk penelitian dalam kinetika kimia. Dia adalah warga negara Soviet kedua (setelah penulis igima Ivan Bunin) yang menerima Hadiah Nobel.
Semyonov menempuh pendidikan di St. Petersburg, lulus dari universitas kota pada tahun 1917, tahun Revolusi Rusia, dan mengajar untuk sementara waktu di Universitas Tomsk di Siberia barat. Terkait dengan Institut Fisika Ioffe Leningrad AF dari tahun 1920 hingga 1931, ia menjadi profesor di Institut Politeknik Leningrad (St. Petersburg) pada tahun 1928. Ia adalah direktur Institut Fisika Kimia di Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet setelah 1931 dan menjadi profesor di Universitas Negeri Moskow pada tahun 1944.
Seperti Hinshelwood, Semyonov melakukan penelitian tentang mekanisme reaksi berantai kimia dan signifikansinya dalam kaitannya dengan ledakan. Semyonov adalah yang pertama menunjukkan bahwa reaksi berantai adalah norma dalam transformasi kimia materi. Dia menerbitkan buku berpengaruh O nekotorykh problemakh khimicheskoy kinetiki i reaktsionnoy sposobnosti (1954; Beberapa Masalah dalam Kinetika dan Reaktivitas Kimia).
