Peggy Whitson, celým jménem Peggy Annette Whitson, (narozena 9. února 1960, Mount Ayr, Iowa, USA).), americká biochemička a astronautka, která byla první velitelkou Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) a která drží rekord mezi americkými astronauty i mezi ženami v délce pobytu ve vesmíru, téměř 666 dní.
Whitson získal v roce 1981 bakalářský titul z biologie a chemie na Iowa Wesleyan College v Mount Pleasant ve státě Iowa a v roce 1985 doktorát z biochemie na Rice University v Houstonu. V roce 1986 přešla do Johnsonova vesmírného střediska (JSC) Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) v Houstonu jako výzkumná pracovnice a později pracovala jako vedoucí biochemické výzkumné skupiny ve společnosti KRUG International, která je smluvním partnerem NASA v oblasti lékařských věd v JSC. Whitsonová měla před svým výběrem za kandidátku na astronautku dlouhou a rozmanitou kariéru v NASA. Mimo jiné pracovala v letech 1989 až 1993 v oddělení biomedicínského provozu a výzkumu v JSC a v letech 1993 až 1996 byla zástupkyní vedoucího oddělení lékařských věd v JSC. Podílela se také na společném úsilí amerických a sovětských (později ruských) vědců.
Whitsonová zahájila svůj astronautický výcvik v srpnu 1996. Po absolvování dvouletého výcviku pracovala na různých technických pozicích v oddělení plánování operací úřadu NASA pro astronauty. Poprvé letěla do vesmíru 5. června 2002 jako letová inženýrka Expedice 5 na ISS na palubě raketoplánu Endeavour v rámci mise STS-111. V roce 2002 se stala členkou posádky raketoplánu Endeavour. Na palubě ISS provedla více než 20 experimentů v oblasti mikrogravitace a věd o lidském životě a také obsluhovala a instalovala komerční užitečné zatížení a hardwarové systémy. Byla jmenována prvním vědeckým důstojníkem NASA na ISS a uskutečnila také výstup do volného prostoru za účelem instalace stínění na servisní modul a rozmístění vědeckého nákladu. Po téměř 185 dnech ve vesmíru se vrátila na Zemi na palubě STS-113 a přistála 7. prosince.
Whitsonová se podruhé vydala do vesmíru 10. října 2007 – na palubě Sojuzu TMA-11 spolu s Jurijem Malenčenkem z Ruska a šejkem Muszapharem Shukorem z Malajsie – jako velitelka mise Expedice 16. Whitsonová, první žena ve funkci velitele ISS, dohlížela a řídila významné rozšíření obytných a pracovních prostor na ISS, včetně instalace součástí vyrobených evropskými, japonskými a kanadskými kosmickými agenturami. Během šestiměsíční mise také uskutečnila pět výstupů do volného prostoru, aby provedla údržbářské a montážní práce. Po téměř 192 dnech strávených ve vesmíru se Whitsonová 19. dubna 2008 vrátila na palubě Sojuzu TMA-11 na Zemi. Posádka Sojuzu TMA-11 zažila obtížnou a nebezpečnou cestu zpět na Zemi; vybavovací modul Sojuzu se nepodařilo správně oddělit od návratového modulu, a tak se loď vydala po neobvykle strmé sestupové trajektorii. Posádka provedla mimořádně tvrdé přistání, při kterém minula cíl o 470 km. Whitsonová neutrpěla žádná trvalá zranění.
V letech 2009 až 2012 byla Whitsonová šéfkou Úřadu pro astronauty, který dohlíží na veškeré aktivity NASA v oblasti astronautů, včetně výběru a výcviku posádek. Byla první ženou a prvním civilistou, který tuto pozici zastával.
Třetí let Whitsonové na ISS se uskutečnil na palubě Sojuzu MS-03, který odstartoval 17. listopadu 2016 společně s ruským kosmonautem Olegem Novickým a francouzským astronautem Thomasem Pesquetem. Dne 10. dubna 2017 se stala velitelkou mise Expedice 51 ISS, která trvala do 2. června. Absolvovala čtyři výstupy do volného prostoru, při nichž byly udržovány nebo vyměňovány součásti stanice. V rámci úsporných opatření se Rusko rozhodlo vypustit Sojuz MS-04 pouze s jedním kosmonautem. Tím se uvolnilo jedno místo, a tak byla mise Whitsonové prodloužena o tři měsíce, aby toto místo obsadila. Na Zemi se vrátila 3. září 2017 v lodi Sojuz MS-04 spolu s ruským kosmonautem Fjodorem Jurčichinem a americkým astronautem Jackem Fischerem. Doba 289 dní, kterou strávila ve vesmíru, byla nejdelším samostatným kosmickým letem jakékoliv ženy. Ve věku 57 let byla také nejstarší ženou, která se vydala do vesmíru.
Whitsonová strávila během tří dlouhodobých služebních cest na ISS ve vesmíru téměř 666 dní, čímž se stala nejzkušenější astronautkou NASA. Jejích celkem 10 výstupů do vesmíru v kariéře a jejich celková délka 60 hodin a 21 minut byly pro astronautku rekordní. Whitsonová odešla z NASA do důchodu v roce 2018.