Paul Langevin (Parijs, 23 januari 1872 - Parijs, 19 december 1946) was een Frans natuurkundige. Hij is vooral bekend vanwege zijn theorieën over het magnetisme en als organisator van de Solvayconferenties in Brussel.
Langevin studeerde aan de École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles (ESPCI) te Parijs waar hij les kreeg van Pierre Curie. Daarna ging hij naar de École Normale Supérieure waar hij in 1897 afstudeerde. Met behulp van een beurs ging hij daarna nog een jaar verder onderzoek doen aan het Cavendish Laboratory van de Universiteit van Cambridge. Daar kwam hij in contact met Ernest Rutherford. In 1902 behaalde hij het doctoraat in de wetenschappen aan de Sorbonne met Pierre Curie als promotor.
In 1904 nam hij samen met Henri Poincaré deel aan het international congres van Saint Louis in de Verenigde Staten waar hij een verslag maakte over de verschijningsvorm van elektronen. In 1905 volgde hij Pierre Curie op als hoogleraar algemene elektriciteit aan het ESPCI. In 1925 werd hij er directeur en zou dit blijven tot aan zijn dood.
In 1909 werd Langevin eveneens benoemd tot hoogleraar algemene en experimentele natuurkunde aan het Collège de France. In 1910 doceerde hij als eerste de relativiteitstheorie van Albert Einstein.
In 1911 stond hij samen met Maurice de Broglie mee aan de wieg van de Solvayconferenties te Brussel. Hij zou aan alle zeven conferenties deelnemen die georganiseerd werden tot aan zijn dood.
Langevin gebruikte het piëzo-elektrisch effect dat door Pierre Curie ontwikkeld was voor ultrasoontoepassingen. In 1916, tijdens de Eerste Wereldoorlog begon hij met onderzoek naar het gebruik van ultrasoongeluid om onderzeeboten op te sporen. Vooraleer het systeem operationeel was, was de oorlog echter voorbij.
Langevin bestudeerde het paramagnetisme en het diamagnetisme en interpreteerde deze fenomenen door middel van elektrische ladingen van elektronen in atomen.
Langevin ontwikkelde de Langevindynamica, een benadering van de mechanica met behulp van stochastische differentiaalvergelijkingen. Verder gaf hij zijn naam aan de Langevinvergelijking die de Brownse beweging in een potentiaal beschrijft door middel van een stochastische differentiaalvergelijking.
In 1930 was hij voorzitter van de Solvayconferentie over het magnetisme en in 1933 was hij eveneens voorzitter van de conferentie over de structuur en eigenschappen van atoomkernen.
In 1940 ontving hij de Copley Medal, de hoogste wetenschappelijke onderscheiding van de Royal Society of London.
Langevin was gekend als een vurige tegenstander van het fascisme en het nazisme. In 1934 was hij één van de oprichters van een Frans antifascistisch comité. Tijdens de Tweede Wereldoorlog werd hij op 30 oktober 1940 gearresteerd door de Duitsers. Deze arrestatie lag aan de basis van een grote Franse anti-Duitse betoging op 11 november van dat jaar. Na 40 dagen werd Langevin vrijgelaten en onder huisarrest geplaatst in Troyes. In september 1944 werd Langevin bevrijd en sloot hij zich aan bij de Parti Communiste Français. Hij werd ook voorzitter van de Franse Liga voor de Rechten van de Mens tot 1946.