Melchior Neumayr (* 24. Oktober 1845 in München; † 29. Januar 1890 in Wien) war ein österreichischer Paläontologe und auf diesem Gebiet im 19. Jahrhundert von führender Bedeutung.
In Wien leitete er als Professor ein Paläontologisches Institut, das als erstes dieser Art weltweit gilt. Melchior Neumayr arbeitete auf dem Gebiet der Jura- und Kreide-Ammoniten sowie der Süßwasser-Mollusken aus dem Tertiär und war ein früher Anhänger der Darwinschen Evolutionstheorie.