蔡玉燕(1982年5月-),广东汕头人,中国前女子跳水运动员,其夫为前中国男子跳水运动员孙淑伟。
蔡玉燕在9岁时被体校教练发现,随即开始练习跳水。1992年,蔡玉燕进入广东省队,主攻跳台。1998年世界游泳锦标赛,蔡玉燕夺得单人和双人10米跳台两项比赛的亚军,同年又夺得亚运会女子10米跳台比赛金牌。2000年跳水世界杯,蔡玉燕随队获得女子团体和混合团体两项冠军,同时夺得女子10米跳台第三名。2001年世界大学生运动会,蔡玉燕夺得女子双人10米跳台和女子团体冠军,其后正式退役。
退役后,蔡玉燕进入中山大学国际金融系学习,后于广东工业大学担任体育教师。