Ben R. Mottelson, kokonaisuudessaan Ben Roy Mottelson, (s. 9. heinäkuuta 1926, Chicago, Ill., USA), amerikkalais-tanskalainen fyysikko, joka jakoi 1975 Nobelin fysiikkapalkinnon Aage N. Bohrin ja James Rainwaterin kanssa työstään määritetään tiettyjen atomien ytimien epäsymmetriset muodot ja syyt tällaisten epäsymmetrioiden taustalla.
Mottelson on suorittanut tutkinnon teoreettisen fysiikan alalta Harvardin yliopistossa vuonna 1950, ja hän hyväksyi apurahan Niels Bohrin teoreettisen fysiikan instituutista Kööpenhaminassa ja liittyi sitten siellä sijaitsevan pohjoismaisen teoreettisen ydinfysiikan instituutin tiedekuntaan; myöhemmin hänestä tuli naturalisoitunut Tanskan kansalainen.
Yhteistyössä Bohrin kanssa 1950-luvun alussa tehdyistä kokeista Mottelson havaitsi, että alaatomisten hiukkasten liike voi vääristää ytimen muotoa, haastaen siten laajalti hyväksytyn teorian, jonka mukaan kaikki ytimet ovat täysin pallomaisia. Myöhemmin havaittiin, että sellaisia epäsymmetrioita esiintyy kaikkien elementtien atomissa.
