온센무스메(일본어: 温泉むすめ, 온천소녀)는 일본의 주식회사 엔바운드(Enbound)가 기획·운영하는 미디어 믹스 프로젝트이다. 일본 각지의 온천을 모에화(萌え化)한 캐릭터를 제작하여, 해당 캐릭터와 성우를 통해 지역 관광 활성화와 지역 공생을 도모하는 것을 목표로 한다.
프로젝트의 세계관 설정에 따르면, 온센무스메는 온천의 원천(源泉)이 솟아오를 때 태어나는 하급의 토지신(土地神)이다. 특별한 능력은 없으며 인간과 거의 동일한 존재로, 갓난아기의 모습으로 온천지 근처에 나타나 지역 주민들에게 양육되어 성장한다. 약 30년이 지나 자신의 온천지에 할 수 있는 일이 더 이상 없다고 느끼면 신계(神階)가 올라가 인간의 눈에 보이지 않는 존재가 되며, 이후 새로운 온센무스메가 다시 태어나 다음 세대를 이어간다는 설정이다. 이들은 아이돌 활동을 통해 온천을 알리고, 관광 안내나 여관에서의 접객 등 '봉사' 활동을 수행한다.
이 프로젝트는 2017년 3월 15일 본격적으로 시작되었으며, 일본 기념일 협회에 의해 3월 15일이 '온센무스메의 날'로 등록되었다. 2026년 7월 기준으로 전국 47개 도도부현 및 대만을 포함한 총 136명의 캐릭터가 공개되었으며, 이 중 32명은 해당 온천지가 위치한 지방자치단체나 관광협회로부터 공식 인증을 받아 관광 대사로 활동하고 있다.
온센무스메는 애니메이션 PV, 만화, 라디오 프로그램, 라이브 이벤트, 음반 발매, 모바일 게임('온센무스메 유노하나 컬렉션', 2018년 8월 서비스 개시, 2019년 9월 서비스 종료) 등 다양한 매체를 통해 전개되었다. 주요 유닛으로는 SPRiNGS, AKATSUKI, LUSH STAR, Adhara, petit corolla 등이 있으며, 각 유닛은 정기적인 라이브 공연과 음반을 발매하였다.
2021년 11월, 일부 캐릭터 설정(스커트 넘기기, 야간 방문 암시, 미성년 캐릭터의 음주 등)이 성차별적이고 성적 대상화를 조장한다는 비판이 제기되었다. 이에 엔바운드는 공식 웹사이트의 캐릭터 설정을 수정하고, 후원사 명단에서 일부 기업명을 삭제하는 등의 조치를 취했다. 한편 이 프로젝트는 2021년 10월 일본 스포츠청·문화청·관광청이 선정한 '스포츠 문화 투어리즘 어워드 2021'에서 '새로운 관광상'을 수상하는 등 지역 활성화 측면에서 긍정적인 평가도 받았다.
온센무스메의 공식 웹사이트는 https://onsen-musume.jp/ 이며, 유튜브 채널과 X(구 트위터) 계정을 통해 관련 소식이 지속적으로 발신되고 있다.