Ben R. Mottelson, sepenuhnya Ben Roy Mottelson, (lahir 9 Julai 1926, Chicago, Ill., AS), ahli fizik Amerika-Denmark yang berkongsi Hadiah Nobel Fizik 1975 dengan Aage N. Bohr dan James Rainwater untuk karyanya di menentukan bentuk asimetri inti atom tertentu dan sebab-sebab di sebalik asimetri.
Setelah mengambil gelar doktor dalam teori fizik di Universiti Harvard pada tahun 1950, Mottelson menerima persekutuan di Institut Fisika Teoretikal Niels Bohr di Copenhagen dan kemudian bergabung dengan fakulti Institut Nordik untuk Fizik Nuklear Teoretikal di sana; dia kemudian menjadi warganegara Denmark yang semula jadi.
Dari eksperimen yang dilakukan bekerjasama dengan Bohr pada awal tahun 1950-an, Mottelson mendapati bahawa pergerakan zarah-zarah subatom dapat memutarbelitkan bentuk inti, sehingga mencabar teori yang diterima secara meluas bahawa semua nukleus adalah sfera sempurna. Selepas itu didapati bahawa asimetri berlaku pada atom semua unsur.
