Nikolay Nikolayevich Semyonov, Semyonov juga mengeja Semënov, (lahir 15 April [3 April, Gaya Lama], 1896, Saratov, Rusia - meninggal September 25, 1986, Moscow, USSR), ahli kimia fizikal Soviet yang berkongsi Hadiah Nobel Kimia 1956 dengan Sir Cyril Hinshelwood untuk penyelidikan kinetik kimia. Dia adalah warganegara Soviet kedua (setelah penulis émigré Ivan Bunin) yang menerima Hadiah Nobel.
Semyonov mendapat pendidikan di St Petersburg, lulus dari universiti di kota pada tahun 1917, tahun Revolusi Rusia, dan mengajar untuk sementara waktu di University of Tomsk di barat Siberia. Berkaitan dengan Institut Fisikoteknik Leningrad AF Ioffe dari tahun 1920 hingga 1931, dia menjadi profesor di Institut Politeknik Leningrad (St. Petersburg) pada tahun 1928. Dia adalah pengarah Institut Fizik Kimia di Akademi Sains USSR selepas tahun 1931 dan menjadi profesor di Moscow State University pada tahun 1944.
Seperti Hinshelwood, Semyonov melakukan penyelidikan mengenai mekanisme reaksi rantai kimia dan kepentingannya berkaitan dengan letupan. Semyonov adalah yang pertama menunjukkan bahawa reaksi berantai adalah norma dalam transformasi kimia jirim. Dia menerbitkan buku yang berpengaruh O nekotorykh problemakh khimicheskoy kinetiki i reaktsionnoy sposobnosti (1954; Beberapa Masalah dalam Kinetik Kimia dan Kereaktifan).
