Peggy Whitson, voluit Peggy Annette Whitson, (geboren 9 februari 1960, Mount Ayr, Iowa, V.S.), Amerikaans biochemicus en astronaut, die de eerste vrouwelijke commandant was van het International Space Station (ISS) en die het record heeft onder Amerikaanse astronauten en onder vrouwen voor het doorbrengen van de meeste tijd in de ruimte, bijna 666 dagen.
Whitson behaalde in 1981 een B.S. in biologie en scheikunde aan het Iowa Wesleyan College in Mount Pleasant, Iowa, en in 1985 een doctoraat in biochemie aan de Rice University in Houston. In 1986 verhuisde zij naar het Johnson Space Center (JSC) van de National Aeronautics and Space Administration (NASA) in Houston als onderzoekmedewerker en later werkte zij als supervisor voor de Biochemistry Research Group bij KRUG International, een NASA contractant voor medische wetenschappen bij het JSC. Whitson had een lange en gevarieerde carrière bij de NASA voordat ze werd geselecteerd als kandidaat-astronaut. Zij werkte onder andere van 1989 tot 1993 bij de afdeling Biomedische Operaties en Onderzoek van het JSC en was van 1993 tot 1996 plaatsvervangend divisiehoofd van de afdeling Medische Wetenschappen van het JSC. Ze nam ook deel aan gezamenlijke inspanningen van Amerikaanse en Sovjet (later Russische) wetenschappers.
Whitson begon haar astronautenopleiding in augustus 1996. Na het voltooien van twee jaar opleiding, werkte ze in verschillende technische functies bij de Operations Planning tak van NASA’s Astronaut Office. Ze vloog voor het eerst de ruimte in op 5 juni 2002, als boordwerktuigkundige op Expeditie 5 naar het ISS, aan boord van het ruimteveer Endeavour op missie STS-111. Aan boord van het ISS voerde ze meer dan 20 experimenten uit op het gebied van microzwaartekracht en menselijke levenswetenschappen en bediende en installeerde ze ook commerciële nuttige ladingen en hardwaresystemen. Ze werd aangewezen als de eerste wetenschapsofficier van het NASA ISS en maakte ook een ruimtewandeling om schilden te installeren op een servicemodule en om een wetenschappelijke lading in te zetten. Na bijna 185 dagen in de ruimte, keerde ze terug naar de aarde aan boord van STS-113, landen op 7 december.
Whitson reisde naar de ruimte voor een tweede keer op 10 oktober 2007-boord Soyuz TMA-11 met Yury Malenchenko van Rusland en Sheikh Muszaphar Shukor van Maleisië- als de commandant van de Expeditie 16 missie. Als eerste vrouwelijke commandant van het ISS, hield Whitson toezicht op en leidde ze een aanzienlijke uitbreiding van de leef- en werkruimte op het ISS, inclusief de installatie van componenten die door Europese, Japanse en Canadese ruimteagentschappen zijn gemaakt. Tijdens de zes maanden durende missie voerde ze ook vijf ruimtewandelingen uit om onderhouds- en assemblagetaken uit te voeren. Na bijna 192 dagen in de ruimte te zijn geweest, keerde Whitson op 19 april 2008 terug naar de aarde aan boord van Sojoez TMA-11. De bemanning van de Sojoez TMA-11 had een moeilijke en gevaarlijke rit terug naar de aarde; de Sojoez apparatuur module niet goed gescheiden van de terugkeermodule, en dus het vaartuig volgde een ongewoon steile afdaling traject. De bemanning maakte een extreem harde landing, die het doel op 470 km (300 mijl) miste. Whitson liep geen blijvende verwondingen op.
Van 2009 tot 2012 was Whitson hoofd van het Astronaut Office, dat toezicht houdt op alle astronautenactiviteiten van NASA, waaronder de selectie en training van bemanningen. Ze was de eerste vrouw en de eerste burger die die functie bekleedde.
Whitson’s derde vlucht naar het ISS was aan boord van Sojoez MS-03, die op 17 november 2016 werd gelanceerd met de Russische kosmonaut Oleg Novitsky en de Franse astronaut Thomas Pesquet. Op 10 april 2017 werd ze commandant van de ISS Expeditie 51 missie, die duurde tot 2 juni. Ze maakte vier ruimtewandelingen waarbij componenten van het station werden onderhouden of vervangen. Als kostenbesparende maatregel besloot Rusland om Sojoez MS-04 met slechts één kosmonaut te lanceren. Hierdoor ontstond een lege plaats, zodat Whitson’s missie met drie maanden werd verlengd om die plaats in te nemen. Ze keerde terug naar de aarde op 3 september 2017, op Sojoez MS-04 met de Russische kosmonaut Fjodor Yurchikhin en de Amerikaanse astronaut Jack Fischer. De 289 dagen die ze in de ruimte doorbracht, was de langste enkele ruimtevlucht door een vrouw. Met haar 57 jaar was ze ook de oudste vrouw die de ruimte in ging.
Whitson bracht bijna 666 dagen in de ruimte door tijdens haar drie lange dienstreizen naar het ISS, wat haar tot NASA’s meest ervaren astronaut maakte. Haar totaal van 10 carrière ruimtewandelingen en hun gecombineerde duur van 60 uur 21 minuten waren records voor een vrouwelijke astronaut. Whitson ging in 2018 met pensioen bij de NASA.