Micheline Ostermeyer (født 23. desember 1922 i Rang-du-Fliers, død 18. oktober 2001 i Bois-Guillaume) var en fransk friidrettsutøver og pianist.
Ostermeyers familie flyttet til Tunisia da hun var et lite barn. Der lærte hun å spille klaver. Hun lærte raskt og spilte etter et par år så godt at hun ble sendt tilbake til Frankrike for å studere ved musikkonservatoriet. Etter utbruddet av andre verdenskrig dro Ostermeyer tilbake til Tunisia. Hun oppdaget idrettstalentet sitt, spilte først basketball og gikk senere over til friidrett.
Etter krigen deltok hun i friidrettsstevner og viste seg å være en svært allsidig utøver. Hun vant franske mestertitler i alle mulig disipliner (løp, kast og hopp). Under EM 1946 i Oslo tok hun sølv i kulestøt. Karrierens høydepunkt ble OL 1948 i London. Der vant hun gullmedaljer i kulestøt og diskos samt bronse i høydehopp. Prestasjonene ble bare overgått av Nederlands Fanny Blankers-Koen som vant fire gullmedaljene i de samme lekene.
I EM 1950 i Brussel tok hun bronsemedaljer på 80 meter hekk og i kulestøt, og la deretter opp som idrettsutøver. Hun konsentrerte seg deretter om musikkarrieren og gav konserter opp til i høy alder.