Marileen Dogterom is een vooraanstaande Nederlandse biofysicus, geboren op 20 november 1967 in Utrecht. Ze is hoogleraar Bionanoscience aan de Technische Universiteit Delft en bekleedt tevens een aanstelling als Medical Delta Professor aan de Universiteit Leiden.
Dogterom is internationaal bekend vanwege haar baanbrekende onderzoek naar het cytoskelet van cellen, met name de microtubuli die verantwoordelijk zijn voor de vorm en mechanische functies van cellen. Haar laboratorium richt zich op het nabouwen van onderdelen van het cytoskelet buiten de cel, wat bijdraagt aan het fundamenteel begrip van celmechanica en de ontwikkeling van synthetische cellen. Ze leidt het nationale consortium BaSyC (Building a Synthetic Cell), dat zich richt op het bouwen van een kunstmatige cel om de processen van het leven beter te begrijpen.
In 2018 ontving Dogterom de prestigieuze Spinozapremie, de hoogste wetenschappelijke onderscheiding in Nederland, voor haar innovatieve onderzoek op het gebied van de celbiologie. Sinds 1 juni 2022 is ze president van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW), waar ze zich inzet voor het bevorderen van wetenschap en wetenschapsbeleid in Nederland.