詹姆斯·杜威·沃森(英语：James Dewey Watson，1928年4 月6日-)，美国分子生物学家，20世纪分子生物学的牵头人之一。与同僚佛朗西斯·克里克因为共同发现DNA的双螺旋结构，而与莫里斯·威尔金斯获得诺贝尔生理学或医学奖。

詹姆斯·沃森生于芝加哥，受其父的影响颇大。据他自己在一篇文章中说，得到父亲三项真传：一，相信知识可以使人脱离“迷信”(即宗教)；二，热爱观鸟；三，拥护民主党。十二岁时，参加一个名为“每事问孩子”(Quiz Kids)的电台问答游戏，15岁即以资优生的身分提早入读芝加哥大学，主修动物学。因为读到物理学家薛定谔的科普名著《何谓生命?》(What is Life?)，兴趣由候鸟的迁徙转到遗传学。

获得芝大的学位后，先后申请入读加州理工、哈佛的研究院，均不果，改进印第安纳大学，加入了萨尔瓦多·卢里亚(Salvador Luria)等人的“噬菌体集团”，正式涉足遗传学的研究。受到这个集团的影响，沃森开始相信 DNA就是基因的载体。1950年获博士学位，到哥本哈根作博士后研究，其间在那不勒斯参加一个学术会议，从莫里斯·魏尔金斯(Maurice Wilkins)的演讲中得知DNA具规则的结构，坚定了他解决DNA结构的决心。1951年，转到剑桥的卡文迪许实验室，认识克里克，一同利用X光衍射的数据，建构DNA模型。终于，二人在1953年提出DNA的双螺旋结构，在同年4 月25日将结果发表在《自然》杂志。

1956 年沃森到哈佛大学当助教，1961年获升为教授。1962年，与克里克、魏尔金斯因为对DNA结构的研究而共同获得诺贝尔生理医学奖。1965年出版了划时代的教科书《基因的分子生物学》(Molecular Biology of the Gene)，1968年出版《双螺旋》，同年开始兼任位于纽约长岛的冷泉港实险室(Cold Spring Harbor Laboratory)的总管，并将研究方向转移到癌症。1976年辞去哈佛的职位，专注于冷泉港的职务。1988年，获美国国家卫生局委任为人类基因组计划的助理主管，一年后成为人体基因组研究国家中心的首任主管，担当此职直至1992年。1994年，成为冷泉港首任总裁。