Pieter Zeeman (fødd 25. mai 1865 i Zonnemaire i Schouwen-Duiveland, Zeeland, død 9. oktober 1943 i Amsterdam) var ein nederlandsk fysikar. Han var eleven til Hendrik Lorentz og arbeidde mellom anna med Lorentz sin teori om at atom består av ladde partiklar som skapar lys gjennom svingingar. Etter ein serie med forsøk kunne han bevisa det som i dag blir kalla zeemaneffekten.
Zeeman blei i 1900 professor i fysikk ved universitetet i Amsterdam, der han blei resten av livet. Heilt til han døydde heldt han fram med forskinga på forplantninga lyset set i ulike medium.
Zeeman fekk saman med sin gamle lærar Hendrik Lorentz Nobelprisen i fysikk i 1902 for oppdaginga av zeemaneffekten.