大西卓哉（1975年－）是日本宇航员，也是历史上参加太空飞行的第11名日本人。

出生于日本东京都练马区，就读于神奈川县横滨市圣光学院高等学校。1998年毕业于东京大学工学院航空太空工程学专业，获得工学学士学位。毕业后加入全日本空输（ANA），成为波音767机型的副驾驶员。

2009年2月入选JAXA第31期宇航员培训生，4月开始在筑波航天中心接受国际空间站基础训练。8月来到美国NASA休斯敦林顿·约翰逊太空中心，成为第20届NASA宇航员训练班的十四名成员之一，接受了模拟舱外活动、机器人、生理训练、T-38教练机飞行和荒野生存等训练。

2011年10月21日，他作为NEEMO（英语：NEEMO）水下训练计划的一员，在佛罗里达礁岛群水下待了24个多小时，但由于飓风丽娜的影响，他们提前结束了训练。

2016年7月6日，他与俄罗斯宇航员阿纳托利·伊万尼申和美国宇航员凯瑟琳·鲁宾斯在哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场，登上联盟号宇宙飞船前往国际空间站。10月30日安全返回地球。

大西卓哉爱好飞行运动、吹奏萨克斯风、看电影和远足。

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