Carolyn R. Bertozzi (10 d'octubre de 1966) és una química nord-americana guardonada amb el Premi Nobel de Química el 2022, coneguda per la seva àmplia tasca en el camp de la química i la biologia, pel desenvolupament de la disciplina científica que va anomenar "química bioortogonal", que és aquella que descriu la relació entre. Entre els seus treballs més recents figura la síntesi d'eines químiques per estudiar els sucres de la superfície cel·lular, anomenats glicans, i com afecten malalties com el càncer, la inflamació i les infeccions víriques com la COVID-19. A la Universitat de Stanford, és titular de la càtedra Anne T. i Robert M. Bass de la Facultat d'Humanitats i Ciències.
Va rebre el premi MacArthur al "geni" als 33 anys i el 2010 va ser la primera dona a rebre el prestigiós premi Lemelson-MIT al professorat. És membre de l'Acadèmia Nacional de Ciències (2005), de l'Institut de Medicina (2011) i de l'Acadèmia Nacional d'Inventors (2013). Com a lesbiana oberta al món acadèmic i científic, Bertozzi ha estat un model a seguir per a estudiants i col·legues.
Bertozzi va ser guardonada amb el Premi Nobel de Química 2022, conjuntament amb Morten P. Meldal i Karl Barry Sharpless, «pel desenvolupament de la química del clic i la química bioortogonal».