2012년 하계 올림픽 에스토니아 선수단은 2012년 7월 27일부터 8월 12일까지 영국 런던에서 열린 2012년 하계 올림픽에 참가한 에스토니아 선수단을 지칭한다.
에스토니아는 1920년 하계 올림픽 첫 참가 이후 2012년 대회까지 꾸준히 하계 올림픽에 출전해 왔으며, 2012년 대회에는 역도, 육상, 펜싱, 유도, 수영, 사이클, 조정, 요트, 사격, 테니스, 배구(비치발리볼 포함), 레슬링 등 다양한 종목에 선수들을 파견했다.
개회식 기수는 역도 선수인 마르트 세이마(Mart Seim)가 맡았으며, 폐회식 기수는 육상 선수인 게르트 스비카(Gerd Kanter)가 맡았다.
이 대회에서 에스토니아는 금메달 1개, 은메달 1개, 동메달 1개를 획득하여 종합 순위 44위를 기록했다. 주요 메달리스트는 다음과 같다.
- 금메달: 헤이키 하멜레인(Heiki Nabi) - 레슬링 남자 그레코로만형 120kg급
- 은메달: 게르트 스비카(Gerd Kanter) - 육상 남자 원반던지기
- 동메달: 티트 수트(Tiit Sokk) 외 조정 남자 쿼드러플 스컬 대표팀 - 조정 남자 쿼드러플 스컬
에스토니아 올림픽 위원회(Eesti Olümpiakomitee)가 선수단 파견 및 지원을 총괄했다.
