Nikolai Ivanovich Vavilov (bahasa Rusia: Никола́й Ива́нович Вави́лов) (Moskwa, 25 November [K.J.: 13 November] 1887 – Saratov, 26 Januari 1943) adalah tokoh botani dan genetika terkenal asal Rusia dan Uni Soviet. Namanya dikenal terutama dari koleksi tanaman budidayanya yang kemudian mengantarnya pada teori "asal-usul penyebaran" tanaman budidaya. Selain itu, ia juga mempelajari cara-cara memperbaiki hasil jagung, gandum, dan serealia lainnya untuk mendukung pertumbuhan penduduk dunia.
Vavilov memiliki pandangan ilmiah yang bertentangan dengan Trofim Lysenko pada masa pemerintahan Stalin. Karena kritik-kritiknya dianggap mengganggu program pangan Stalin, ia ditangkap dan dibuang ke Saratov hingga akhir hayatnya.