معبد بعل شمين، هو معلم أثري في مدينة تدمر السورية، مكرس لعبادة إله السماء الكنعاني بعل شمين. تعود أقدم مراحل بنائه إلى أواخر القرن الثاني قبل الميلاد، بينما شُيّد مذبحه في عام 115 ميلادي، وخضع لعملية إعادة بناء واسعة في عام 131 ميلادي. يُعتقد أن المعبد أُغلق خلال فترة اضطهاد الوثنيين في أواخر العهد الروماني، ضمن حملة قادها ماتيرنوس كينيجيوس الحاكم البريتوري لأوريانس، بين 25 مايو 385 و19 مارس 388 ميلادي. ومع انتشار المسيحية في المنطقة خلال القرن الخامس الميلادي، تم تحويل المعبد إلى كنيسة.
في عام 1864، كان المصور والضابط البحري الفرنسي لويس فينيس أول من التقط صورًا للمعبد خلال رحلته إلى البحر الميت، التي كانت برعاية دوق دو لوين.
اعتُبر المعبد أحد أكثر الهياكل الأثرية اكتمالًا في تدمر، وفي عام 1980، أدرجته منظمة اليونسكو ضمن قائمة مواقع التراث العالمي.
في عام 2015، دمر تنظيم الدولة الإسلامية (داعش) معبد بعل شمين بعد سيطرته على تدمر خلال الحرب الأهلية السورية.