제시카 미셸 차스테인(Jessica Michelle Chastain, 1977년 3월 24일 ~ )은 미국의 배우이자 영화 제작자이다. 다양한 배역을 소화하는 폭넓은 연기력으로 잘 알려져 있으며, 복잡하고 강인한 여성 캐릭터를 자주 연기해왔다.
뉴욕 줄리아드 스쿨을 졸업한 후, 텔레비전과 연극 무대에서 활동을 시작했다. 2011년 영화 《트리 오브 라이프》와 《헬프》를 통해 국제적인 주목을 받기 시작했으며, 특히 《헬프》에서의 연기로 아카데미 여우조연상 후보에 올랐다. 이후 2012년 영화 《제로 다크 서티》에서 CIA 요원 마야 해리슨 역을 맡아 비평가들의 극찬을 받았으며, 골든 글로브 여우주연상을 수상하고 아카데미 여우주연상 후보에 지명되었다.
그녀는 《인터스텔라》(2014), 《마션》(2015), 《미스 슬로운》(2016) 등 블록버스터와 드라마 장르를 넘나들며 꾸준히 활동했으며, 2021년 영화 《타미 페이의 눈》(The Eyes of Tammy Faye)에서 타미 페이 바커 역을 맡아 아카데미 여우주연상을 수상하며 정점에 올랐다. 차스테인은 또한 여성의 권리와 동물 보호 등 사회 문제에 목소리를 내는 것으로도 알려져 있다.