Rainer Weiss (* 29. september 1932, Berlín, Nemecko) je americký fyzik nemeckého pôvodu. Pôsobí ako emeritný profesor fyziky na Massachusetts Institute of Technology.
Jeho najznámejšou prácou je vynález laserovej interferenčnej techniky, ktorá je základom projektu LIGO. Pôsobil aj ako predseda vedeckej pracovnej skupiny sondy COBE.
Narodil sa v Berlíne v Nemecku. Jeho otec Frederick A. Weiss, neurológ a psychoanalytik, bol Žid a aktívny člen komunistickej strany. Matka, Gertruda Loesnerová, herečka, bola kresťanka.
Jeho rodina sa na úteku pred nacistickou vládou presťahovala najprv do Prahy a potom v roku 1938 do USA. Mladosť strávil v New Yorku, kde navštevoval Kolumbijské gymnázium. Študoval na Massachusetts Institute of Technology, kde v roku 1955 získal bakalársky titul a v roku 1962 doktorát pod vedením Jerrolda Zachariasa. V rokoch 1960 – 1962 učil na Tuftsovej univerzite, potom pracoval dva roky ako postgraduálny študent na Princeton University, aby sa následne v roku 1964 znovu vrátil na Massachusetts Institute of Technology.
Bol pri začiatku dvoch fyzikálnych odborov, ktoré doviedol až k prvým výsledkom. Išlo o pozorovanie vlastností reliktného žiarenia a interferometrické pozorovanie gravitačných vĺn.
Robil priekopnícke meranie spektra reliktného žiarenia v mikrovlnnom spektre a následne sa stal spoluzakladateľom a vedeckým poradcom NASA projektu sondy COBE. Za túto prácu získal John C. Mather a tím sondy COBE Gruberovu cenu za kozmológiu.
Ďalej navrhol techniku interferometrickej detekcie gravitačných vĺn a spoluzaložil projekt LIGO, ktorý mal za cieľ gravitačné vlny detegovať.
xRainer Weiss má na Slovensku 0 ulíc a námestí.