塞西莉·佩恩-加波施金（英语：Cecilia Payne-Gaposchkin，1900年5月10日－1979年12月7日），美籍英国女性天文学家和天体物理学家，于1925年在她博士学位论文首次提出太阳主要由氢和氦的相对丰度来解释恒星的组成，虽然这和当时的传统看法相抵触。
塞西莉·佩恩-加波施金本名塞西莉·海伦娜·佩恩（Cecilia Helena Payne），1900年在英国白金汉郡文多尔出生，是埃琳娜·佩恩和爱德华·约翰·佩恩（英语：Edward John Payne）三名子女的长女，一弟汉弗莱·佩恩（英语：Humfry Payne）是考古学家。塞西莉的父亲在她四岁时去世，她由母亲抚养长大。她就读于圣保罗女子学校，接着于1919年获得奖学金进入剑桥大学纽纳姆学院学习物理学、化学和植物学。后来因为她听了亚瑟·爱丁顿讲述他到非洲拍摄日全食照片中太阳旁两颗星的位置以确定阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论演讲，激起对天文的兴趣。
她在剑桥大学完成了学业，但当时女性无法获得学位。在和哈佛大学天文台台长哈罗·沙普利见面后，她于1923年前往美国攻读天文的研究所学位。她在美国得到鼓励女性在天文台研究的奖学金，而且是继1922年入学的阿德莱德·艾姆斯之后进入该台的第二位女性学生。
沙普利成为塞西莉的博士论文指导教授。她于1925年以论文《恒星大气》（Stellar Atmospheres: A Contribution to the Observational Study of High Temperature in the Reversing Layers of Stars.）成为拉德克利夫学院（现为哈佛大学的一部分）授予的首位天文博士；天文学家奥托·斯特鲁维称该篇论文是“所有天文博士论文中最卓越的”。因为她应用了印度物理学家梅格纳德·萨哈的电离理论，因此可以正确找出恒星温度和恒星光谱的关系。她发现了恒星吸收线的巨大差异之处是因为不同温度下不同的电离量，而非元素含量。她正确地提出硅、碳和其他在太阳中可找到的金属在地球上是大约相同的相对含量；但是氦和氢，特别是氢在恒星中则是压倒性的含量（约100万倍）。当她的博士论文在审查时，亨利·诺利斯·罗素因为当时的传统观念，劝阻她收回论文中太阳组成和地球不同的结论。但四年后因为其他的证据，罗素转而支持她的看法。在塞西莉的观念被证明正确之后，罗素经常给予称赞。
取得博士学位后，塞西莉研究高光度恒星以了解银河系的结构。之后她和其丈夫一起对亮度高于视星等 10 等的恒星进行巡天。接着她和助手一起观测 125 万颗变星进行研究；不久这项工作延伸到了麦哲伦云，又增加了 200 万颗恒星。这些资料都用于了解恒星演化。她在她的第二本书"Stars of High Luminosity" （高亮度星体）（1930年）中发表了她的结论。她与她的丈夫谢尔盖·加波甚金的观察和分析可变恒星，为所有后来的工作奠定了基础。
塞西莉在1931年取得美国国籍。1933年她在欧洲旅游时认识了在德国出生的俄裔天文学家谢尔盖·伊拉里奥诺维奇·加波施金（1898年–1984年）。塞西莉帮谢尔盖取得美国国籍，之后两人于1934年3月结婚，育有三名子女：爱德华、凯瑟琳和彼得。塞西莉在婚后仍然持续进行科学研究，并且毕生都在哈佛大学。她在1927到1938年间是沙普利的技术助理。当她考虑以职务过低和薪资过少理由离开哈佛时，沙普利帮他争取提升待遇，并在1938年让她得到“天文学家”的头衔。1954年时天文学家唐纳德·霍华德·孟泽尔（英语：Donald Howard Menzel）尝试让她的系主任任命案通过；1956年她成为哈佛大学文理学院的首位女性正教授，之后成为天文系系主任，也是哈佛大学首位女性系主任。
G. Kass-Simon 和 Patricia Farnes 认为塞西莉进入哈佛大学天文台是一个重要的转捩点。在沙普利主持之下，该天文台提供给女性更多机会研究天文，并且许多 20 世纪早期女性天文学家威廉敏娜·弗莱明、安东妮亚·莫里、安妮·坎农和亨丽爱塔·勒维特都出自该台。但塞西莉·佩恩-加波施金获得博士学位代表女性进入了天文学的主流研究。她进入了当时以男性为主的科学社群，并大大激励了许多女性。
塞西莉·佩恩-加波施金出版的书包含：
她的代表性期刊论文有：
获奖
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