Penthesilea (kreeka keeles Πενθεσίλεια, Penthesíleia) oli kreeka mütoloogias amatsoonide kuninganna. Ta oli Arese ja Otrera tütar ning Hippolyta, Antiope ja Melanippe õde. Ta sõdis Trooja sõjas Trooja poolel ning tapeti kas Achilleuse või Neoptolemose poolt.
Penthesilea auks on nimetatud 1887. aastal avastatud asteroid 271 Penthesilea[1] ja 1890. aastal kirjeldatud liblikaliik Penthesilea sacculalis.[2]