폴 펠리오(Paul Pelliot, 1878년 5월 28일 ~ 1945년 10월 26일)는 프랑스의 중국학자이자 동양학자이다. 파리에서 태어났으며, 중국학 연구와 중앙아시아 탐험, 둔황 문서 수집으로 널리 알려져 있다.
펠리오는 하노이에 소재한 프랑스 극동학원(École Française d'Extrême-Orient)에서 활동하였으며, 1900년 학회 장서 수집을 위해 베이징으로 파견되었다. 그가 베이징에 머물던 중 의화단 운동이 발생하여 외국인 대사관 지역에 포위되었고, 이 상황에서 보인 행동으로 레종 도뇌르 훈장을 받았다. 22세의 나이에 하노이로 돌아와 극동학원의 중국학 교수가 되었고, 이후 프랑스 대학의 교수로 역임하였다.
1906년 6월 17일 폴 펠리오는 탐험단을 이끌고 파리를 출발하였다. 탐험단에는 의료 장교이자 사진사인 샤를 누에트(Charles Nouette) 등이 포함되었다. 이들은 모스크바와 타슈켄트를 경유하여 투르키스탄 지역으로 이동하였고, 1906년 8월 말 카슈가르에 도착하였다. 이후 툼추크와 쿠차를 거쳐 많은 문서를 획득하였으며, 우루무치를 방문한 뒤 1908년 2월 12일 둔황에 도착하였다.
둔황에서 펠리오는 왕위안루(왕원록)가 관리하던 장경동(막고굴)의 문서들을 접하게 되었다. 그는 뛰어난 중국어 실력을 바탕으로 3주간 문서를 분석한 후, 왕위안루로부터 상당량의 고문서와 판본을 매입하였다. 이때 획득한 문서들은 이후 프랑스 국립도서관과 파리 동양박물관(기메 미술관)에 소장되었다.
1909년 10월 24일 파리로 귀환한 펠리오는 스승인 에두아르 샤반(Édouard Chavannes)으로부터 공금 횡령 및 문서 위조 혐의로 기소되었으나, 1912년 아우렐 스타인(Aurel Stein)의 저서를 통해 무죄가 입증되었다.
제1차 세계 대전 중에는 프랑스군 대사로 베이징에서 활동하였으며, 1945년 10월 26일 파리에서 암으로 사망하였다.
폴 펠리오는 혜초의 《왕오천축국전》 발굴에 핵심적인 기여를 하였으며, 주달관의 《진랍풍토기》를 프랑스어로 번역하여 서양에 알림으로써 앙코르 유적의 복원에도 기여하였다. 그는 13개 동양 언어에 능통했던 초월적 언어 능력자(하이퍼폴리글롯)로도 유명하다. 파리 기메 미술관에는 그의 이름을 딴 갤러리가 있다.